Предности електронског микроскопа и оптичког микроскопа
Електронски микроскоп је инструмент заснован на принципима електронске оптике, који користи електронске зраке и сочива уместо светлосних зрака и оптичких сочива за снимање финих структура материје при веома великом увећању.
Резолуциона способност електронског микроскопа је представљена малим растојањем између две суседне тачке које може разликовати. 1970их, резолуција трансмисионог електронског микроскопа била је око 0,3 нанометра (резолуција људског ока је била око 0,1 милиметар). У данашње време, електронски микроскопи имају увећање од преко 3 милиона пута, док оптички микроскопи имају увећање од око 2000 пута. Због тога, електронски микроскопи могу директно посматрати уредно распоређену атомску решетку одређених атома и кристала тешких метала.
Иако електронски микроскопи имају много бољу резолуцију од оптичких микроскопа, тешко их је посматрати живе организме због њихове потребе да раде у условима вакуума, а зрачење електронским снопом такође може проузроковати радијацијско оштећење биолошких узорака. Остала питања, као што је побољшање осветљености електронског пиштоља и квалитета електронских сочива, такође треба даље проучавати.
Резолуција је важан индикатор електронске микроскопије, који је повезан са углом конуса и таласном дужином снопа електрона који пролази кроз узорак. Таласна дужина видљиве светлости је приближно {{0}} нанометара, док је таласна дужина снопа електрона повезана са напоном убрзања. Када је напон убрзања 50-100 кВ, таласна дужина снопа електрона је приближно 0.0053-0.0037 нанометара. Због чињенице да је таласна дужина електронског снопа много мања од таласне дужине видљиве светлости, чак и ако је угао конуса електронског снопа само 1 проценат од угла оптичког микроскопа, резолуција електронског микроскопа је и даље велика. бољи од оптичког микроскопа.
Електронски микроскоп се састоји од три дела: цеви за огледало, вакуумског система и ормара за напајање. Цијев сочива се углавном састоји од електронских пиштоља, електронских сочива, полица за узорке, флуоресцентних екрана и механизама камере, који су обично састављени у колону од врха до дна; Вакумски систем се састоји од механичких вакуум пумпи, дифузионих пумпи и вакуумских вентила, и повезан је са цеви огледала кроз цевовод за екстракцију ваздуха; Енергетски орман се састоји од високонапонског генератора, стабилизатора побудне струје и разних регулационих и управљачких јединица.
Електронско сочиво је важна компонента у цеви електронског микроскопа. Користи просторно електрично или магнетно поље симетрично према оси цеви да савије путању електрона према оси, формирајући фокус. Његова функција је слична функцији стакленог конвексног сочива да фокусира сноп светлости, па се назива електронским сочивом. Већина модерних електронских микроскопа користи електромагнетна сочива, која фокусирају електроне кроз јако магнетно поље које генерише стабилна једносмерна струја побуде која пролази кроз калем са ципелама.
Електронски топ је компонента која се састоји од вруће катоде од волфрамове жице, капије и катоде. Може да емитује и формира електронске зраке са уједначеном брзином, тако да се захтева да стабилност напона убрзања буде најмање хиљадити део.
Електронски сноп скенирајућег електронског микроскопа не пролази кроз узорак и само скенира и побуђује секундарне електроне на површини узорка. Сцинтилациони кристал постављен поред узорка прима ове секундарне електроне и модулира интензитет електронског снопа цијевне цеви након појачања, чиме се мења осветљеност флуоресцентног екрана цијевне цеви. Одбојни калем цеви за снимање је синхронизован са електронским снопом на површини узорка за скенирање, тако да флуоресцентни екран цеви за слику приказује морфологију површине узорка, што је слично принципу рада индустријске телевизије.
Резолуција скенирајућег електронског микроскопа углавном зависи од пречника електронског зрака на површини узорка. Увећање је однос амплитуде скенирања на цеви за снимање и амплитуде скенирања на узорку, која се може непрекидно мењати од десетина пута до стотина хиљада пута. Скенирајућа електронска микроскопија не захтева веома танке узорке; Слике имају снажан осећај за стереоскопију; Може анализирати састав супстанци користећи информације као што су секундарни електрони, апсорбовани електрони и рендгенски зраци генерисани интеракцијом између електронских зрака и супстанци.
Електронски топ и кондензатор скенирајућег електронског микроскопа су отприлике исти као они трансмисионог електронског микроскопа, али да би електронски сноп био финији, сочиво објектива и астигматизатор се додају испод кондензатора и два сета међусобно окомитих завојнице за скенирање су такође уграђене унутар сочива објектива. Комора за узорке испод сочива објектива опремљена је степеном узорка који се може померати, ротирати и нагињати.
