Vantaggi dei microscopi elettronici rispetto ai microscopi ottici
Il microscopio elettronico è uno strumento basato sul principio dell'ottica elettronica, che utilizza travi di elettroni e lenti elettroniche anziché travi e lenti ottiche per immaginare le strutture fini della materia con un ingrandimento molto elevato.
La risoluzione di un microscopio elettronico è rappresentata dalla piccola distanza tra i punti adiacenti che può distinguere. Nel 197 0 s, la risoluzione dei microscopi elettronici di trasmissione era circa 0. 3 nanometri (la risoluzione dell'occhio umano è di circa 0,1 millimetri). Al giorno d'oggi, i microscopi elettronici hanno un ingrandimento di oltre 3 milioni di volte, mentre i microscopi ottici hanno un ingrandimento di circa 2000 volte, quindi è possibile osservare direttamente gli atomi di alcuni metalli pesanti e il reticolo atomico ordinatamente disposti nei cristalli attraverso i microscopi elettronici.
Nel 1931, Knorr e Ruska dalla Germania modificarono un oscilloscopio ad alta tensione con una sorgente di elettroni di scarico a catodo freddo e tre lenti elettroniche e ottennero immagini ingrandite più di dieci volte, confermando la possibilità di microscopia elettronica per l'imaging di ingrandimento. Nel 1932, con il miglioramento di Ruska, la risoluzione dei microscopi elettronici raggiunse 50 nanometri, che in quel momento era circa dieci volte la risoluzione dei microscopi ottici. Pertanto, i microscopi elettronici hanno iniziato a ricevere attenzione dalle persone.
Nel 194 0 s, Hill negli Stati Uniti usò un defogger per compensare l'asimmetria rotazionale delle lenti elettroniche, che portò a una nuova svolta nella risoluzione dei microscopi elettronici e raggiunse gradualmente livelli moderni. In Cina, nel 1958 fu sviluppato un microscopio elettronico a trasmissione con una risoluzione di 3 nanometri e fu sviluppato con successo nel 1958 e nel 1979 fu sviluppato un grande microscopio elettronico con una risoluzione di 0,3 nanometri.
Sebbene la risoluzione dei microscopi elettronici abbia superato di gran lunga quella dei microscopi ottici, sono difficili da osservare gli organismi viventi a causa della necessità di lavorare in condizioni di vuoto e l'irradiazione delle travi di elettroni può anche causare danni alle radiazioni ai campioni biologici. Anche altri problemi, come il miglioramento della luminosità della pistola elettronica e la qualità dell'obiettivo elettronico, necessitano di ulteriori ricerche.
La risoluzione è un importante indicatore della microscopia elettronica, che è correlata all'angolo del cono incidente e alla lunghezza d'onda del fascio di elettroni che passa attraverso il campione. La lunghezza d'onda della luce visibile è circa {0}} nanometri, mentre la lunghezza d'onda del raggio di elettroni è correlata alla tensione di accelerazione. Quando la tensione di accelerazione è tra 50-100 kV, la lunghezza d'onda del raggio di elettroni è approssimativamente 0. 0053-0. 0037 nm. A causa del fatto che la lunghezza d'onda del fascio di elettroni è molto più piccola di quella della luce visibile, anche se l'angolo del cono del fascio di elettroni è solo l'1% di quello di un microscopio ottico, la risoluzione del microscopio elettronico è ancora di gran lunga superiore a quella di un microscopio ottico.
Un microscopio elettronico è costituito da tre parti: un tubo, un sistema a vuoto e un mobile di alimentazione. I componenti principali della canna dell'obiettivo includono una pistola elettronica, una lente elettronica, un supporto campione, uno schermo fluorescente e un meccanismo della telecamera, che di solito sono assemblati in un corpo cilindrico dall'alto verso il basso; Il sistema a vuoto è costituito da una pompa a vuoto meccanico, una pompa di diffusione e una valvola a vuoto ed è collegato al cilindro attraverso una tubazione di scarico; L'armadio di potenza è costituito da un generatore ad alta tensione, uno stabilizzatore di corrente di eccitazione e varie unità di regolazione e controllo.
