Предности електронске микроскопије и оптичке микроскопије
Под микроскоп је инструмент који користи електронске зраке и сочива уместо светлосних снопова и оптичких сочива заснованих на принципима електронске оптике, да би приказао фине структуре материје при веома великим увећањима.
Резолуција електронског микроскопа је представљена малим растојањем између две суседне тачке које он може разликовати. 1970их, резолуција трансмисионе електронске микроскопије 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 да посматрају уредно распоређену атомску решетку у атомима и кристалима одређених тешких метала.
Кнор и Руска из Немачке су 1931. модификовали високонапонски осцилоскоп са извором електрона са хладном катодом и три електронска сочива и добили слике увећане више од десет пута, потврђујући могућност снимања увећањем електронским микроскопом. Године 1932. унапређењем Руске, резолуција електронских микроскопа достигла је 50 нанометара, што је било око десет пута веће резолуције оптичких микроскопа у то време. Као резултат тога, електронски микроскопи су почели да добијају пажњу.
Током 1940их година, Хил у Сједињеним Државама је компензовао ротационе асиметрије електронских сочива астигматизатором, што је резултирало новим продором у резолуцији електронских микроскопа и постепено достизањем савремених нивоа. У Кини је трансмисиони електронски микроскоп са резолуцијом од 3 нанометра успешно развијен 1958. Године 1979. развијен је и велики електронски микроскоп резолуције 0,3 нанометра.
Иако је резолуција електронских микроскопа далеко боља од оне оптичких микроскопа, тешко их је посматрати живе организме због 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 захтевају даља истраживања.
Резолуција је важан индикатор електронске микроскопије, који је повезан са углом упадног конуса и таласном дужином снопа електрона који пролази кроз узорак. Таласна дужина видљиве светлости је око {{0}} нанометара, док је таласна дужина снопа електрона повезана са напоном убрзања. Када је напон убрзања 50-100 кВ, таласна дужина снопа електрона је око 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 зрака само 1% од оног оптичког микроскопа, резолуција електронског микроскопа је и даље много боља него код оптичког микроскопа.
Електронски микроскоп се састоји од три дела: цеви, вакуумског система и ормара за напајање. Огледало се углавном састоји од компоненти као што су електронски пиштољ, електронска сочива, држач узорка, флуоресцентни екран и механизам за фотографисање, који се обично склапају у цилиндар од врха до дна; Вакум систем се састоји од механичке вакуум пумпе, дифузионе пумпе и вакуумског вентила, који су преко цевовода за екстракцију повезани са цеви огледала; Енергетски орман се састоји од високонапонског генератора, стабилизатора побудне струје и разних регулационих и управљачких јединица.
Под 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 оној стакленог конвексног сочива за фокусирање светлосног зрака, па се назива електронским сочивом. Већина модерних електронских микроскопа користи електромагнетна сочива, која фокусирају електроне са јаким магнетним пољем генерисаним стабилном једносмерном струјом побуде која пролази кроз калем са ципелама.
Електронски топ је компонента која се састоји од вруће катоде, капије и катоде од волфрамове жице. Може да емитује и формира електронске зраке са уједначеном брзином, тако да стабилност напона убрзања не сме бити мања од једне хиљадити део.
