Elektronski mikroskop, optični mikroskop, princip slikanja, podobnosti in razlike
Elektronski mikroskop je instrument, ki uporablja elektronske žarke in elektronske leče namesto svetlobnih žarkov in optičnih leč za slikanje finih struktur snovi pri zelo velikih povečavah na podlagi načela elektronske optike.
Ločljivost elektronskega mikroskopa je predstavljena z najmanjšo razdaljo med dvema sosednjima točkama, ki ju lahko loči. Leta 1970 so imeli transmisijski elektronski mikroskopi ločljivost približno 0,3 nanometra (ločljivost človeškega očesa je približno 0,1 milimetra). Zdaj največja povečava elektronskega mikroskopa presega 3-milijonkrat, medtem ko je največja povečava optičnega mikroskopa približno 2000-krat, tako da lahko atome nekaterih težkih kovin in lepo razporejene atomske mreže v kristalu neposredno opazujemo skozi elektronski mikroskop. .
Leta 1931 sta Knorr-Bremse in Ruska iz Nemčije prenovila visokonapetostni osciloskop z virom elektronov s hladno katodo in tremi elektronskimi lečami ter dobila več kot desetkrat povečano sliko, kar je potrdilo možnost slikanja z elektronskim mikroskopom. Leta 1932 je po Ruskovi izboljšavi ločljivost elektronskega mikroskopa dosegla 50 nanometrov, približno desetkrat ločljivost takratnega optičnega mikroskopa, zato je elektronski mikroskop začel dobivati pozornost ljudi.
Leta 1940 je Hill v Združenih državah uporabil astigmatizer za kompenzacijo rotacijske asimetrije elektronske leče, kar je naredilo nov preboj v ločljivosti elektronskega mikroskopa in postopoma doseglo sodobno raven. Na Kitajskem so leta 1958 uspešno razvili presevni elektronski mikroskop z ločljivostjo 3 nanometre, leta 1979 pa so izdelali veliki elektronski mikroskop z ločljivostjo 0,3 nanometra.
Čeprav je ločljivost elektronskega mikroskopa veliko boljša kot pri optičnem mikroskopu, je težko opazovati žive organizme, ker mora elektronski mikroskop delovati v vakuumskih pogojih, obsevanje elektronskega žarka pa bo povzročilo tudi biološke vzorce. biti poškodovan zaradi sevanja. Dodatno je treba preučiti tudi druga vprašanja, kot sta izboljšanje svetlosti elektronskega topa in kakovost elektronske leče.
Ločljiva moč je pomemben indikator elektronske mikroskopije, ki je povezan z vpadnim kotom stožca in valovno dolžino elektronskega žarka, ki prehaja skozi vzorec. Valovna dolžina vidne svetlobe je približno {{0}} nanometrov, medtem ko je valovna dolžina elektronskih žarkov povezana s pospeševalno napetostjo. Ko je pospeševalna napetost 50-100 kV, je valovna dolžina žarka elektronov približno 0.0053-0.0037 nanometrov. Ker je valovna dolžina elektronskega žarka veliko manjša od valovne dolžine vidne svetlobe, tudi če je kot stožca elektronskega žarka le 1 odstotek kota optičnega mikroskopa, je ločljivost elektronskega mikroskopa še vedno veliko večja od optičnega mikroskopa.
