میکروسکوپ الکترونی میکروسکوپ نوری اصول تصویربرداری شباهت ها و تفاوت ها

میکروسکوپ الکترونی میکروسکوپ نوری اصول تصویربرداری شباهت ها و تفاوت ها

میکروسکوپ الکترونی ابزاری است که بر اساس اصل اپتیک الکترونی به جای پرتو نور و عدسی نوری از پرتو الکترونی و عدسی الکترونی استفاده می کند، به طوری که ساختار ظریف ماده با بزرگنمایی بسیار بالا تصویربرداری می شود.

قدرت تفکیک یک میکروسکوپ الکترونی بر حسب فاصله کوچک بین دو نقطه همسایه که می تواند تفکیک کند بیان می شود. در 197{1}} وضوح یک میکروسکوپ الکترونی عبوری حدود 0.3 نانومتر بود. (قدرت تفکیک چشم انسان حدود 0.1 میلی متر است). امروزه بزرگنمایی بزرگ میکروسکوپ الکترونی بیش از 3 میلیون برابر است، در حالی که بزرگنمایی بزرگ میکروسکوپ نوری حدود 2،{7}} برابر است، به طوری که میکروسکوپ الکترونی می تواند مستقیماً اتم های فلزات سنگین و بلورهای خاصی را مشاهده کند. نقاط اتمی در آرایش آرایه منظم.

اگرچه وضوح میکروسکوپ الکترونی به مراتب بهتر از میکروسکوپ نوری بوده است، اما میکروسکوپ الکترونی نیاز به کار در شرایط خلاء دارد، بنابراین مشاهده موجودات زنده دشوار است و تابش پرتو الکترونی نمونه‌های بیولوژیکی را با آسیب تابش مشکلات دیگری مانند روشنایی تفنگ الکترونی و بهبود کیفیت عدسی الکترونی نیز نیاز به ادامه مطالعه دارد.

قدرت تفکیک یک شاخص مهم میکروسکوپ الکترونی است که به زاویه تابش مخروطی و طول موج پرتو الکترونی عبوری از نمونه مربوط می شود. طول موج نور مرئی حدود {0}} نانومتر است و طول موج پرتو الکترونی به ولتاژ شتاب دهنده مربوط است. هنگامی که ولتاژ شتاب دهنده 50 تا 100 کیلو ولت باشد، طول موج پرتو الکترونی حدود 0.0053 تا 0.0037 نانومتر است. از آنجایی که طول موج پرتو الکترونی بسیار کوچکتر از طول موج نور مرئی است، بنابراین حتی اگر زاویه مخروط پرتو الکترونی فقط 1 درصد میکروسکوپ نوری باشد، قدرت تفکیک میکروسکوپ الکترونی هنوز بسیار برتر از میکروسکوپ نوری

میکروسکوپ الکترونی از سه بخش تشکیل شده است: لوله آینه، سیستم خلاء و کابینت منبع تغذیه. بشکه عمدتا دارای تفنگ الکترونی، لنز الکترونی، نگهدارنده نمونه، صفحه فلورسنت و مکانیسم دوربین و سایر اجزا است، این اجزا معمولاً از بالا به پایین در یک ستون مونتاژ می شوند. سیستم خلاء متشکل از پمپ خلاء مکانیکی، پمپ انتشار و شیرهای خلاء و غیره و از طریق خط لوله پمپاژ متصل به بشکه آینه است. کابینت منبع تغذیه شامل یک ژنراتور ولتاژ بالا، تثبیت کننده جریان تحریک و انواع واحدهای کنترل تنظیمی است.

عدسی الکترونی بخش مهمی از بشکه میکروسکوپ الکترونی است، متقارن با محور لوله میدان الکتریکی یا مغناطیسی فضایی است به طوری که مسیر الکترون به محور تشکیل تمرکز از نقش عدسی محدب شیشه ای است. برای ایجاد نقش پرتو نور متمرکز مانند نقش عدسی است، بنابراین به آن عدسی الکترونی می گویند. اکثر میکروسکوپ‌های الکترونی مدرن از عدسی‌های الکترومغناطیسی استفاده می‌کنند که الکترون‌ها را توسط یک میدان مغناطیسی قوی ایجاد شده توسط یک جریان تحریک DC بسیار پایدار از طریق یک سیم پیچ با یک کفشک قطبی متمرکز می‌کنند.

میکروسکوپ های الکترونی را می توان با توجه به ساختار و کاربردشان به میکروسکوپ های الکترونی عبوری، میکروسکوپ های الکترونی روبشی، میکروسکوپ های الکترونی بازتابی و میکروسکوپ های الکترونی گسیلی تقسیم کرد. میکروسکوپ الکترونی عبوری اغلب برای مشاهده کسانی که با میکروسکوپ معمولی قادر به تشخیص ساختار خوب مواد نیستند استفاده می شود. میکروسکوپ الکترونی روبشی عمدتاً برای مشاهده مورفولوژی سطح جامد استفاده می شود، اما همچنین با پراش اشعه ایکس یا طیف سنج الکترونی ترکیب شده برای تشکیل ریزپروب الکترونی که برای تجزیه و تحلیل ترکیب مواد استفاده می شود. میکروسکوپ الکترونی تابشی برای مطالعه سطح خودگسترش الکترون ها استفاده می شود.