Fördelar med elektronmikroskop kontra optiska mikroskop
Elektronmikroskop är ett instrument baserat på principen om elektronoptik, som använder elektronstrålar och elektronlinser istället för balkar och optiska linser för att avbilda de fina strukturerna i materien vid mycket hög förstoring.
Upplösningen av ett elektronmikroskop representeras av det lilla avståndet mellan angränsande punkter som det kan skilja. Under 197 0 s handlade upplösningen av transmissionselektronmikroskop ungefär 0. 3 nanometrar (det mänskliga ögats upplösning är cirka 0,1 millimeter). Numera har elektronmikroskop en förstoring på över 3 miljoner gånger, medan optiska mikroskop har en förstoring av cirka 2000 gånger, så det är möjligt att direkt observera atomerna i vissa tungmetaller och det snyggt arrangerade atomgitteret i kristaller genom elektronmikroskop.
1931 modifierade Knorr och Ruska från Tyskland ett högspänningsoscilloskop med en kall katodutladdningselektronkälla och tre elektronlinser, och erhållna bilder förstorade mer än tio gånger, vilket bekräftade möjligheten till elektronmikroskopi för förstoringsavbildning. 1932, med förbättringen av Ruska, nådde upplösningen av elektronmikroskop 50 nanometer, vilket var ungefär tio gånger upplösningen av optiska mikroskop vid den tiden. Därför började elektronmikroskop få uppmärksamhet från människor.
Under 194 0 s använde kullen i USA en defogger för att kompensera för rotationsasymmetri av elektronlinser, vilket ledde till ett nytt genombrott i upplösningen av elektronmikroskop och gradvis nådde moderna nivåer. I Kina utvecklades ett transmissionselektronmikroskop med en upplösning av 3 nanometrar framgångsrikt 1958, och ett stort elektronmikroskop med en upplösning på 0,3 nanometer utvecklades 1979.
Även om upplösningen av elektronmikroskop har överskridit den för optiska mikroskop, är de svåra att observera levande organismer på grund av behovet av att arbeta under vakuumförhållanden, och bestrålningen av elektronstrålar kan också orsaka strålningsskador på biologiska prover. Andra problem, som att förbättra ljusstyrkan på elektronpistolen och kvaliteten på elektronlinsen, behöver också ytterligare forskning.
Upplösning är en viktig indikator på elektronmikroskopi, som är relaterad till den infallande konvinkeln och våglängden för elektronstrålen som passerar genom provet. Våglängden för synligt ljus handlar om {{0}} nanometrar, medan våglängden för elektronstrålen är relaterad till accelerationsspänningen. När accelerationsspänningen är mellan 50-100 KV är våglängden för elektronstrålen ungefär 0. 0053-0. 0037 nm. På grund av det faktum att elektronstrålens våglängd är mycket mindre än för synligt ljus, även om kottvinkeln för elektronstrålen endast är 1% av det för ett optiskt mikroskop, är upplösningen av elektronmikroskopet fortfarande mycket överlägsen den för ett optiskt mikroskop.
Ett elektronmikroskop består av tre delar: ett rör, ett vakuumsystem och ett kraftskåp. Huvudkomponenterna i linsfatet inkluderar en elektronpistol, en elektronlins, en provhållare, en lysrör och en kameramekanism, som vanligtvis monteras i en cylindrisk kropp från topp till botten; Vakuumsystemet består av en mekanisk vakuumpump, en diffusionspump och en vakuumventil och är ansluten till cylindern genom en avgasrör; Kraftskåpet består av en högspänningsgenerator, en excitationsströmstabilisator och olika reglerings- och kontrollenheter.
