Ποια είναι η αρχή του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου;
Μικροσκόπια φωτός:
* Χρησιμοποιήστε ελαφριά κύματα: Χρησιμοποιούν ορατό φως για να φωτίσουν το δείγμα και να δημιουργήσουν μια εικόνα.
* Περιορισμένη ανάλυση: Το μήκος κύματος του φωτός περιορίζει την ανάλυση (ικανότητα διάκρισης λεπτών λεπτομερειών) σε περίπου 200 νανόμετρα.
* μπορεί να δει τα ζωντανά δείγματα: Τα μικροσκόπια φωτός μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την προβολή ζωντανών οργανισμών και κυττάρων.
ηλεκτρονικά μικροσκόπια:
* Χρησιμοποιήστε δέσμες ηλεκτρονίων: Χρησιμοποιούν μια δέσμη ηλεκτρονίων, τα οποία έχουν πολύ μικρότερα μήκη κύματος από το φως, για να φωτίσουν το δείγμα.
* Υψηλή ανάλυση: Λόγω του βραχύτερου μήκους κύματος, τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια επιτυγχάνουν πολύ υψηλότερες αναλύσεις, μέχρι το ατομικό επίπεδο (0,1 νανόμετρα).
* απαιτούν κενό: Τα ηλεκτρόνια είναι εύκολα διάσπαρτα με μόρια αέρα, οπότε το δείγμα πρέπει να τοποθετηθεί σε θάλαμο κενού.
* Δεν είναι δυνατή η προβολή δειγμάτων ζωντανών: Το περιβάλλον κενού και οι δοκοί ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας σκοτώνουν τα ζωντανά δείγματα.
Εδώ λειτουργεί:
1. Πηγή ηλεκτρονίων: Ένα όπλο ηλεκτρονίων εκπέμπει μια δέσμη ηλεκτρονίων.
2. ηλεκτρομαγνητικοί φακοί: Τα ηλεκτρομαγνήτες χρησιμοποιούνται για να εστιάσουν τη δέσμη ηλεκτρονίων, παρόμοια με τον τρόπο με τον οποίο οι φακοί γυαλιού εστιάζουν το φως σε ένα μικροσκόπιο φωτός.
3. αλληλεπίδραση δείγματος: Η δέσμη ηλεκτρονίων αλληλεπιδρά με το δείγμα. Τα ηλεκτρόνια είτε διασκορπίζονται από το δείγμα, απορροφάται είτε μεταδίδονται μέσω του.
4. Σχηματισμός εικόνας: Τα διάσπαρτα, απορροφημένα ή μεταδιδόμενα ηλεκτρόνια ανιχνεύονται από ανιχνευτή. Το πρότυπο των ηλεκτρονίων που φθάνουν στον ανιχνευτή σχηματίζει μια εικόνα.
Δύο κύριοι τύποι ηλεκτρονικών μικροσκοπίων:
* ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης (TEM): Η δέσμη ηλεκτρονίων διέρχεται από το δείγμα, δημιουργώντας μια εικόνα 2D της εσωτερικής δομής.
* ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM): Η δέσμη ηλεκτρονίων σαρώνει την επιφάνεια του δείγματος, δημιουργώντας μια 3D εικόνα της τοπογραφίας της επιφάνειας.
Πλεονεκτήματα των ηλεκτρονικών μικροσκοπίων:
* Υψηλή ανάλυση: Μπορεί να απεικονίσει πολύ λεπτές λεπτομέρειες.
* υψηλή μεγέθυνση: Μπορεί να μεγεθύνει αντικείμενα πολύ πέρα από τις δυνατότητες των μικροσκοπίων φωτός.
* Λεπτομερείς πληροφορίες: Μπορεί να αποκαλύψει πληροφορίες σχετικά με τη δομή και τη σύνθεση των υλικών.
Μειονεκτήματα των ηλεκτρονικών μικροσκοπίων:
* απαιτεί εξειδικευμένη προετοιμασία: Τα δείγματα πρέπει να είναι ειδικά προετοιμασμένα, τα οποία μπορεί να είναι χρονοβόρα και πολύπλοκα.
* Περιβάλλον κενού: Δεν είναι δυνατή η προβολή δειγμάτων ζωντανών.
* ακριβό και σύνθετο: Τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια είναι δαπανηρά και απαιτούν εξειδικευμένη κατάρτιση για να λειτουργούν.
Στην ουσία, η αρχή ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου βασίζεται στη χρήση της φύσης των ηλεκτρονίων που μοιάζει με κύματα για τη δημιουργία εικόνων με πολύ υψηλότερη ανάλυση από τα μικροσκόπια φωτός. Αυτό επιτρέπει στους επιστήμονες να διερευνήσουν τις περίπλοκες λεπτομέρειες του μικροσκοπικού κόσμου, αποκαλύπτοντας δομές και χαρακτηριστικά που είναι αόρατα στο γυμνό μάτι.
