Kelebihan mikroskop elektron dan mikroskop optik
Sub mikroskop ialah instrumen yang menggunakan pancaran elektron dan kanta bukannya pancaran cahaya dan kanta optik berdasarkan prinsip optik elektron, untuk menggambarkan struktur halus jirim pada pembesaran yang sangat tinggi.
Resolusi mikroskop elektron diwakili oleh jarak kecil antara dua titik bersebelahan yang boleh dibezakan. Pada tahun 1970s, resolusi mikroskop elektron penghantaran ialah kira-kira 0.3 nanometer (peleraian mata manusia ialah kira-kira 0.1 milimeter). Pada masa kini, mikroskop elektron mempunyai pembesaran lebih 3 juta kali, manakala mikroskop optik mempunyai pembesaran kira-kira 2000 kali. Oleh itu, mikroskop elektron boleh terus memerhatikan kekisi atom yang tersusun rapi dalam atom dan hablur logam berat tertentu.
Pada tahun 1931, Knorr dan Ruska dari Jerman mengubah suai osiloskop voltan tinggi dengan sumber elektron nyahcas katod sejuk dan tiga kanta elektron, dan memperoleh imej yang dibesarkan lebih daripada sepuluh kali, mengesahkan kemungkinan pengimejan pembesaran mikroskop elektron. Pada tahun 1932, dengan peningkatan Ruska, resolusi mikroskop elektron mencapai 50 nanometer, iaitu kira-kira sepuluh kali resolusi mikroskop optik pada masa itu. Akibatnya, mikroskop elektron mula mendapat perhatian.
Pada 1940s, Hill di Amerika Syarikat mengimbangi asimetri putaran kanta elektron dengan astigmatizer, menghasilkan penemuan baharu dalam resolusi mikroskop elektron dan secara beransur-ansur mencapai tahap moden. Di China, mikroskop elektron penghantaran dengan resolusi 3 nanometer telah berjaya dibangunkan pada tahun 1958. Pada tahun 1979, mikroskop elektron besar dengan resolusi 0.3 nanometer juga dibangunkan.
Walaupun resolusi mikroskop elektron jauh lebih baik daripada mikroskop optik, ia sukar untuk memerhati organisma hidup kerana keperluan untuk bekerja di bawah keadaan vakum, dan penyinaran pancaran elektron juga boleh menyebabkan kerosakan sinaran pada sampel biologi. Isu lain, seperti peningkatan kecerahan senjata elektron dan kualiti kanta elektron, juga memerlukan penyelidikan lanjut.
Resolusi ialah penunjuk penting mikroskop elektron, yang berkaitan dengan sudut kon kejadian dan panjang gelombang pancaran elektron yang melalui sampel. Panjang gelombang cahaya kelihatan adalah kira-kira {{0}} nanometer, manakala panjang gelombang pancaran elektron berkaitan dengan voltan pecutan. Apabila voltan pecutan ialah 50-100 kV, panjang gelombang pancaran elektron ialah kira-kira 0.0053-0.0037 nanometer. Disebabkan fakta bahawa panjang gelombang pancaran elektron jauh lebih kecil daripada cahaya yang boleh dilihat, walaupun sudut kon pancaran elektron hanya 1% daripada mikroskop optik, resolusi mikroskop elektron masih jauh lebih baik. daripada mikroskop optik.
Mikroskop elektron terdiri daripada tiga bahagian: tiub, sistem vakum, dan kabinet kuasa. Tong cermin terutamanya terdiri daripada komponen seperti pistol elektron, kanta elektron, pemegang sampel, skrin pendarfluor, dan mekanisme fotografi, yang biasanya dipasang ke dalam silinder dari atas ke bawah; Sistem vakum terdiri daripada pam vakum mekanikal, pam resapan, dan injap vakum, yang disambungkan ke tiub cermin melalui saluran paip pengekstrakan; Kabinet kuasa terdiri daripada penjana voltan tinggi, penstabil arus pengujaan, dan pelbagai unit pengawal selia dan kawalan.
Sublensa adalah komponen penting dalam tiub mikroskop elektron. Ia menggunakan medan elektrik atau magnet spatial yang simetri kepada paksi tiub untuk membengkokkan trajektori elektron ke arah paksi, membentuk fokus. Fungsinya adalah serupa dengan kanta cembung kaca untuk memfokuskan pancaran cahaya, jadi ia dipanggil kanta elektron. Kebanyakan mikroskop elektron moden menggunakan kanta elektromagnet, yang memfokuskan elektron dengan medan magnet yang kuat yang dihasilkan oleh arus pengujaan DC yang stabil melalui gegelung dengan kasut tiang.
Senapang elektron ialah komponen yang terdiri daripada dawai tungsten katod panas, pintu gerbang, dan katod. Ia boleh memancarkan dan membentuk rasuk elektron dengan halaju seragam, jadi kestabilan voltan pecutan diperlukan tidak kurang daripada seperseribu.
