Vantagens de microscópios eletrônicos vs. microscópios ópticos
O microscópio eletrônico é um instrumento baseado no princípio da óptica eletrônica, que utiliza vigas de elétrons e lentes de elétrons em vez de vigas e lentes ópticas para imaginar as estruturas finas da matéria com ampliação muito alta.
A resolução de um microscópio eletrônico é representada pela pequena distância entre os pontos adjacentes que pode distinguir. No 197 0 s, a resolução dos microscópios eletrônicos de transmissão foi de cerca de 0. 3 nanômetros (a resolução do olho humano é de cerca de 0,1 milímetros). Atualmente, os microscópios eletrônicos têm uma ampliação de mais de 3 milhões de vezes, enquanto os microscópios ópticos têm uma ampliação de cerca de 2000 vezes, por isso é possível observar diretamente os átomos de certos metais pesados e a treliça atômica bem organizada em cristais através de microscópios eletrônicos.
Em 1931, Knorr e Ruska da Alemanha modificaram um osciloscópio de alta tensão com uma fonte de elétrons de descarga de cátodo frio e três lentes de elétrons, e obteve imagens ampliadas mais de dez vezes, confirmando a possibilidade de microscopia eletrônica para ampliação de imagens. Em 1932, com a melhoria de Ruska, a resolução dos microscópios eletrônicos atingiu 50 nanômetros, que foi cerca de dez vezes a resolução de microscópios ópticos naquele momento. Portanto, os microscópios eletrônicos começaram a receber atenção das pessoas.
Nos 194 0 s, Hill, nos Estados Unidos, usou um desfogador para compensar a assimetria rotacional das lentes de elétrons, o que levou a um novo avanço na resolução de microscópios eletrônicos e atingiu gradualmente os níveis modernos. Na China, um microscópio eletrônico de transmissão com uma resolução de 3 nanômetros foi desenvolvido com sucesso em 1958, e um grande microscópio eletrônico com uma resolução de nanômetros de 0,3 foi desenvolvido em 1979.
Embora a resolução dos microscópios eletrônicos tenha excedido em muito a dos microscópios ópticos, eles são difíceis de observar organismos vivos devido à necessidade de trabalhar sob condições de vácuo, e a irradiação das vigas de elétrons também pode causar danos à radiação a amostras biológicas. Outras questões, como melhorar o brilho da pistola de elétrons e a qualidade da lente de elétrons, também precisam de mais pesquisas.
A resolução é um indicador importante da microscopia eletrônica, que está relacionada ao ângulo do cone incidente e ao comprimento de onda do feixe de elétrons que passa pela amostra. O comprimento de onda da luz visível é sobre {{0}} nanômetros, enquanto o comprimento de onda do feixe de elétrons está relacionado à tensão de aceleração. Quando a tensão de aceleração está entre 50-100 kv, o comprimento de onda do feixe de elétrons é de aproximadamente 0. 0053-0. 0037 nm. Devido ao fato de que o comprimento de onda do feixe de elétrons é muito menor que o da luz visível, mesmo que o ângulo do cone do feixe de elétrons seja apenas 1% do de um microscópio óptico, a resolução do microscópio eletrônico ainda é muito superior ao de um microscópio óptico.
Um microscópio eletrônico consiste em três partes: um tubo, um sistema de vácuo e um gabinete elétrico. Os principais componentes do barril da lente incluem uma pistola de elétrons, uma lente de elétrons, um suporte de amostra, uma tela fluorescente e um mecanismo de câmera, que geralmente são montados em um corpo cilíndrico de cima para baixo; O sistema de vácuo consiste em uma bomba de vácuo mecânica, uma bomba de difusão e uma válvula de vácuo e é conectada ao cilindro através de um tubo de escape; O gabinete de energia consiste em um gerador de alta tensão, um estabilizador de corrente de excitação e várias unidades de regulamentação e controle.
