Schema schematică a principiului imagistic al microscopului
Știu că ocularul acționează ca o lupă, dar imaginea formată de lupă este pe aceeași parte cu obiectul. După ce obiectivul din microscop mărește obiectul, imaginea rezultată ar trebui să fie în tubul microscopului. Dacă principiul ocularului este același cu cel al lupei, care este imaginea acestuia? În loc să măriți în direcția opusă ochiului uman (aceeași parte a obiectului), de unde știți cum să vedeți imaginea dublu mărită? Principiul imagistic al microscopului este prezentat în figură. Distanța focală a obiectivului este scurtă, iar distanța focală a ocularului este mare. Obiectul formează o imagine reală inversată A prin lentila obiectivului. „B”, imaginea este situată în punctul focal al ocularului (în interiorul cilindrului lentilei), poate fi privită și ca obiect al ocularului și devine o imagine virtuală verticală după trecerea prin ocular; este tot la fel cu lupa, iar imaginea obiectului este pe aceeași parte).
Știu că ocularul acționează ca o lupă, dar imaginea formată de lupă este pe aceeași parte cu obiectul. După ce obiectivul din microscop mărește obiectul, imaginea rezultată ar trebui să fie în tubul microscopului. Dacă principiul ocularului este același cu cel al lupei, care este imaginea acestuia? În loc să măriți în direcția opusă ochiului uman (aceeași parte a obiectului), de unde știți cum să vedeți imaginea dublu mărită? Principiul imagistic al microscopului este prezentat în figură. Distanța focală a obiectivului este scurtă, iar distanța focală a ocularului este mare. Obiectul formează o imagine reală inversată A prin lentila obiectivului. „B”, imaginea este situată în punctul focal al ocularului (în interiorul cilindrului lentilei), poate fi privită și ca obiect al ocularului și devine o imagine virtuală verticală după trecerea prin ocular; este tot la fel cu lupa, iar imaginea obiectului este pe aceeași parte).
Cum funcționează AFM-urile
Principiul de bază al AFM este similar cu cel al STM. În AFM, un vârf de ac pe o consolă elastică care este foarte sensibil la forțele slabe este utilizat pentru a scana suprafața probei într-o manieră raster. Când distanța dintre vârful acului și suprafața probei este foarte apropiată, există o forță foarte slabă (10-12~{10-6N) între atomii de la vârful vârfului acului și atomii de pe suprafața probei. În acest moment, micro-consola va suferi o mică deformare elastică. Forța F dintre vârf și eșantion și deformarea consolei urmează legea lui Hooke: F=-k*x, unde k este constanta de forță a consolei. Prin urmare, atâta timp cât se măsoară deformarea micro-consolului, se poate obține forța dintre vârf și probă. Forța și distanța dintre vârful acului și probă au o relație de dependență puternică, astfel încât bucla de feedback este utilizată pentru a menține forța dintre vârful acului și probă constantă în timpul procesului de scanare, adică deformarea cantileverului este păstrată constantă, iar vârful acului va urma proba. Urcurile și coborâșurile suprafeței se deplasează în sus și în jos, iar traiectoria mișcării în sus și în jos a vârfului acului poate fi înregistrată pentru a obține informații despre topografia suprafeței probei. Acest mod de lucru se numește „Constant Force Mode” și este cea mai utilizată metodă de scanare.
Imaginile AFM pot fi obținute și folosind „Modul înălțime constantă”, adică în timpul scanării X, Y, fără a utiliza o buclă de feedback, păstrând constantă distanța dintre vârful acului și probă, prin măsurarea direcției Z a microcontantului. cantitatea de deformare a imaginii. Această metodă nu utilizează o buclă de feedback și poate adopta o viteză de scanare mai mare. De obicei, este folosit mai mult atunci când se observă atomi și molecule, dar nu este potrivit pentru probe cu fluctuații de suprafață relativ mari.
