Microscopul electronic Principiul de imagistică al microscopului optic Asemănări și diferențe
Un microscop electronic este un instrument care utilizează fascicule de electroni și lentile de electroni în loc de fascicule de lumină și lentile optice pentru a vizualiza structurile fine ale substanțelor la măriri foarte mari, pe baza principiului opticii electronice.
Puterea de rezoluție a unui microscop electronic este reprezentată de distanța minimă dintre două puncte adiacente pe care le poate rezolva. În anii 1970, microscoapele electronice cu transmisie aveau o rezoluție de aproximativ 0,3 nanometri (puterea de rezoluție a ochiului uman este de aproximativ 0,1 milimetri). Acum, mărirea maximă a microscopului electronic depășește de 3 milioane de ori, în timp ce mărirea maximă a microscopului optic este de aproximativ 2000 de ori, astfel încât atomii unor metale grele și rețelele atomice ordonate din cristal pot fi observați direct prin microscopul electronic. .
În 1931, Knorr-Bremse și Ruska din Germania au remontat un osciloscop de înaltă tensiune cu o sursă de electroni cu descărcare catod rece și trei lentile de electroni și au obținut o imagine mărită de mai mult de zece ori, ceea ce a confirmat posibilitatea imagisticii mărite la microscopul electronic. În 1932, după îmbunătățirea lui Ruska, puterea de rezoluție a microscopului electronic a ajuns la 50 de nanometri, de aproximativ zece ori puterea de rezoluție a microscopului optic la acea vreme, astfel încât microscopul electronic a început să primească atenția oamenilor.
În anii 1940, Hill din Statele Unite a folosit un astigmatizator pentru a compensa asimetria de rotație a lentilei electronice, care a făcut o nouă descoperire în puterea de rezoluție a microscopului electronic și a ajuns treptat la nivelul modern. În China, un microscop electronic cu transmisie a fost dezvoltat cu succes în 1958, cu o rezoluție de 3 nanometri, iar în 1979 a fost fabricat un microscop electronic mare cu o rezoluție de 0,3 nanometri.
Deși puterea de rezoluție a microscopului electronic este mult mai bună decât cea a microscopului optic, este dificil de observat organismele vii, deoarece microscopul electronic trebuie să funcționeze în condiții de vid, iar iradierea fasciculului de electroni va determina, de asemenea, probele biologice să fi deteriorat de radiații. Alte probleme, cum ar fi îmbunătățirea luminozității tunului cu electroni și calitatea lentilei cu electroni, trebuie, de asemenea, studiate în continuare.
Puterea de rezoluție este un indicator important al microscopiei electronice, care este legat de unghiul conului incident și de lungimea de undă a fasciculului de electroni care trece prin eșantion. Lungimea de undă a luminii vizibile este de aproximativ {{0}} nanometri, în timp ce lungimea de undă a fasciculelor de electroni este legată de tensiunea de accelerare. Când tensiunea de accelerare este de 50-100 kV, lungimea de undă a fasciculului de electroni este de aproximativ 0,0053-0,0037 nanometri. Deoarece lungimea de undă a fasciculului de electroni este mult mai mică decât lungimea de undă a luminii vizibile, chiar dacă unghiul conului fasciculului de electroni este de numai 1% din cel al microscopului optic, puterea de rezoluție a microscopului electronic este încă mult superioară celei. a microscopului optic.
