ElektronenmicroscoopOptische microscoopBeeldprincipesOvereenkomsten en verschillen
Elektronenmicroscoop is een instrument dat elektronenbundel en elektronenlens gebruikt in plaats van lichtbundel en optische lens volgens het principe van elektronenoptica, zodat de fijne structuur van het materiaal onder zeer sterke vergroting in beeld wordt gebracht.
De resolutie van een elektronenmicroscoop wordt uitgedrukt in termen van de kleine afstand tussen twee aangrenzende punten die deze kan oplossen. In de jaren 1970 was de resolutie van een transmissie-elektronenmicroscoop ongeveer 0,3 nanometer (de resolutie van het menselijk oog is ongeveer 0,1 millimeter). Tegenwoordig is de grote vergroting van de elektronenmicroscoop meer dan 3 miljoen keer, terwijl de grote vergroting van de optische microscoop ongeveer 2,000 keer is, zodat de elektronenmicroscoop rechtstreeks de atomen van bepaalde zware metalen en kristallen van de atoompunten in de opstelling van de nette array.
Hoewel de resolutie van de elektronenmicroscoop veel beter is dan die van de optische microscoop, moet de elektronenmicroscoop in vacuümomstandigheden werken, dus het is moeilijk om de levende organismen te observeren, en de bestraling van de elektronenbundel zal de biologische monsters door stralingsschade. Ook andere problemen, zoals de helderheid van het elektronenkanon en de verbetering van de kwaliteit van de elektronenlens, moeten verder onderzocht worden.
Het oplossend vermogen is een belangrijke index van een elektronenmicroscoop, die verband houdt met de kegelinvalshoek en de golflengte van de elektronenbundel die door het monster gaat. De golflengte van zichtbaar licht is ongeveer {{0}} nm, en de golflengte van de elektronenbundel is gerelateerd aan de versnellingsspanning. Wanneer de versnellingsspanning 50 tot 100 kV bedraagt, bedraagt de golflengte van de elektronenbundel ongeveer 0,0053 tot 0,0037 nm. Omdat de golflengte van de elektronenbundel veel kleiner is dan de golflengte van zichtbaar licht, dus zelfs als de kegelhoek van de elektronenbundel slechts 1 procent bedraagt van die van de optische microscoop, is het oplossend vermogen van de elektronenmicroscoop nog steeds veel groter dan dat van de elektronenbundel. optische microscoop.
Elektronenmicroscoop bestaat uit drie delen: spiegelbuis, vacuümsysteem en voedingskast. De loop bestaat voornamelijk uit een elektronenkanon, een elektronenlens, een monsterhouder, een fluorescerend scherm en een cameramechanisme en andere componenten. Deze componenten worden meestal van boven naar beneden in een kolom gemonteerd; het vacuümsysteem bestaat uit een mechanische vacuümpomp, diffusiepomp en vacuümkleppen, enz., en via de pomppijpleiding verbonden met de spiegelcilinder; De voedingskast bestaat uit een hoogspanningsgenerator, de bekrachtigingsstroomstabilisator en een verscheidenheid aan regelgevende besturingseenheden.
Elektronenlens is een belangrijk onderdeel van de elektronenmicroscoopcilinder, deze is symmetrisch ten opzichte van de as van de cilinder van het elektrische of magnetische veld in de ruimte, zodat het elektron naar de as van de vorming van de focussering van de rol van de glazen bolle lens loopt om de rol van de lichtbundel te maken, is het scherpstellen vergelijkbaar met de rol van de lens, dus wordt deze een elektronenlens genoemd. De meeste moderne elektronenmicroscopen maken gebruik van elektromagnetische lenzen, die de elektronen focusseren door een sterk magnetisch veld dat wordt gegenereerd door een zeer stabiele gelijkstroom-excitatiestroom door een spoel met een poolschoen.
Elektronenmicroscopen kunnen worden onderverdeeld in transmissie-elektronenmicroscopen, scanning-elektronenmicroscopen, reflectie-elektronenmicroscopen en emissie-elektronenmicroscopen, afhankelijk van hun structuur en gebruik. Transmissie-elektronenmicroscoop wordt vaak gebruikt om te observeren dat mensen met gewone microscopen de fijne structuur van het materiaal niet kunnen onderscheiden; een rasterelektronenmicroscoop wordt voornamelijk gebruikt om de morfologie van het vaste oppervlak waar te nemen, maar ook met de röntgendiffractometer of elektronenspectrometer gecombineerd om de elektronenmicrosonde te vormen, die wordt gebruikt voor de analyse van de samenstelling van het materiaal; emitterende elektronenmicroscoop wordt gebruikt voor de studie van het oppervlak van de zelfemissie van elektronen.
