Elektrónový mikroskop Optický mikroskop Princíp podobnosti a rozdiely
Elektrónový mikroskop je prístroj, ktorý využíva elektrónové lúče a elektrónové šošovky namiesto svetelných lúčov a optických šošoviek na zobrazenie jemných štruktúr látok pri veľmi vysokých zväčšeniach na princípe elektrónovej optiky.
Rozlišovacia schopnosť elektrónového mikroskopu je reprezentovaná minimálnou vzdialenosťou medzi dvoma susednými bodmi, ktorú dokáže rozlíšiť. V 1970 rokoch mali transmisné elektrónové mikroskopy rozlíšenie asi 0,3 nanometrov (rozlišovacia schopnosť ľudského oka je asi 0,1 milimetra). Teraz maximálne zväčšenie elektrónového mikroskopu presahuje 3 milióny krát, zatiaľ čo maximálne zväčšenie optického mikroskopu je asi 2000 krát, takže atómy niektorých ťažkých kovov a úhľadne usporiadané atómové mriežky v kryštáli možno priamo pozorovať cez elektrónový mikroskop. .
V roku 1931 Knorr-Bremse a Ruska z Nemecka vybavili vysokonapäťový osciloskop so zdrojom elektrónov so studenou katódou a tromi elektrónovými šošovkami a získali obraz zväčšený viac ako desaťkrát, čo potvrdilo možnosť zväčšeného zobrazovania elektrónovým mikroskopom. V roku 1932, po Ruskovom vylepšení, dosahovala rozlišovacia schopnosť elektrónového mikroskopu 50 nanometrov, teda asi desaťnásobok rozlišovacej schopnosti optického mikroskopu v tom čase, takže elektrónový mikroskop sa začal dostávať do povedomia ľudí.
V 1940 rokoch použil Hill v Spojených štátoch astigmatizér na kompenzáciu rotačnej asymetrie elektrónovej šošovky, čo znamenalo nový prelom v rozlišovacej schopnosti elektrónového mikroskopu a postupne sa dostalo na modernú úroveň. V Číne bol v roku 1958 úspešne vyvinutý transmisný elektrónový mikroskop s rozlíšením 3 nanometre a v roku 1979 bol vyrobený veľký elektrónový mikroskop s rozlíšením 0,3 nanometrov.
Hoci rozlišovacia schopnosť elektrónového mikroskopu je oveľa lepšia ako rozlišovacia schopnosť optického mikroskopu, je ťažké pozorovať živé organizmy, pretože elektrónový mikroskop musí pracovať vo vákuu a ožiarenie elektrónovým lúčom tiež spôsobí, že biologické vzorky byť poškodený žiarením. Ďalšie otázky, ako je zlepšenie jasu elektrónového dela a kvalita elektrónovej šošovky, je tiež potrebné ďalej študovať.
Rozlišovacia schopnosť je dôležitým ukazovateľom elektrónovej mikroskopie, ktorý súvisí s uhlom dopadajúceho kužeľa a vlnovou dĺžkou elektrónového lúča prechádzajúceho vzorkou. Vlnová dĺžka viditeľného svetla je asi {{0}} nanometrov, zatiaľ čo vlnová dĺžka elektrónových lúčov súvisí s urýchľujúcim napätím. Keď je urýchľovacie napätie 50-100 kV, vlnová dĺžka elektrónového lúča je približne 0.0053-0,0037 nanometrov. Keďže vlnová dĺžka elektrónového lúča je oveľa menšia ako vlnová dĺžka viditeľného svetla, aj keď je uhol kužeľa elektrónového lúča len 1 percento uhla optického mikroskopu, rozlišovacia schopnosť elektrónového mikroskopu je stále oveľa lepšia ako optického mikroskopu.
