Електронен микроскоп Оптичен микроскоп Принципи на изобразяване Прилики и разлики
Електронният микроскоп е инструмент, който използва електронен лъч и електронна леща вместо светлинен лъч и оптична леща според принципа на електронната оптика, така че фината структура на материала се изобразява при много голямо увеличение.
Разделителната способност на електронния микроскоп се изразява чрез малкото разстояние между две съседни точки, което той може да раздели. През 1970s разделителната способност на трансмисионния електронен микроскоп е била около 0.3 нанометра (разделителната способност на човешкото око е около 0,1 милиметра). В днешно време голямото увеличение на електронния микроскоп е повече от 3 милиона пъти, докато голямото увеличение на оптичния микроскоп е около 2, 000 пъти, така че електронният микроскоп може директно да наблюдава атомите на някои тежки метали и кристалите на атомните точки в подредбата на чистия масив.
Въпреки че разделителната способност на електронния микроскоп е много по-добра от оптичния микроскоп, но електронният микроскоп трябва да работи във вакуумни условия, така че е трудно да се наблюдават живите организми и облъчването на електронния лъч ще направи биологичните проби от увреждане от облъчване. Други проблеми, като яркостта на електронния пистолет и подобряването на качеството на електронните лещи, също трябва да продължат да се изучават.
Разделителната способност е важен показател на електронния микроскоп, който е свързан с ъгъла на падане на конуса и дължината на вълната на електронния лъч, преминаващ през пробата. Дължината на вълната на видимата светлина е около {{0}} nm, а дължината на вълната на електронния лъч е свързана с ускоряващото напрежение. Когато ускоряващото напрежение е от 50 до 100 kV, дължината на вълната на електронния лъч е около 0,0053 до 0,0037 nm. Тъй като дължината на вълната на електронния лъч е много по-малка от дължината на вълната на видимата светлина, така че дори ако ъгълът на конуса на електронния лъч е само 1 процент от оптичния микроскоп, разделителната способност на електронния микроскоп все още е много по-добра от оптичен микроскоп.
Електронният микроскоп се състои от три части: огледална тръба, вакуумна система и захранващ шкаф. Цевта има главно електронен пистолет, електронна леща, държач за проба, флуоресцентен екран и механизъм на камерата и други компоненти, тези компоненти обикновено се сглобяват отгоре надолу в колона; вакуумната система се състои от механична вакуумна помпа, дифузионна помпа и вакуумни клапани и т.н., и чрез помпения тръбопровод, свързан към цевта на огледалото; шкафът за захранване се състои от генератор за високо напрежение, стабилизатор на възбудителен ток и различни регулаторни контролни блокове.
Електронната леща е важна част от цевта на електронния микроскоп, тя е симетрична на оста на цевта на космическото електрическо или магнитно поле, така че електронът да се следи до оста на формиране на фокусирането на ролята на стъклената изпъкнала леща да се направи ролята на фокусирането на лъча светлина е подобна на ролята на лещата, така че се нарича електронна леща. Повечето съвременни електронни микроскопи използват електромагнитни лещи, които фокусират електроните чрез силно магнитно поле, генерирано от много стабилен постоянен ток на възбуждане през намотка с полюсна обувка.
Електронните микроскопи могат да бъдат разделени на трансмисионни електронни микроскопи, сканиращи електронни микроскопи, отразяващи електронни микроскопи и емисионни електронни микроскопи според тяхната структура и употреба. Трансмисионният електронен микроскоп често се използва за наблюдение на тези с обикновени микроскопи, които не могат да разграничат фината структура на материала; Сканиращият електронен микроскоп се използва главно за наблюдение на морфологията на твърдата повърхност, но също и с рентгенов дифрактометър или електронен спектрометър, комбиниран, за да представлява електронна микросонда, използвана за анализ на състава на материала; емисионен електронен микроскоп се използва за изследване на повърхността на самоизлъчване на електрони.
