Vantagens da microscopia eletrônica em comparação à microscopia óptica
Embora a resolução do microscópio eletrônico seja muito melhor do que a do microscópio óptico, é difícil observar organismos vivos porque ele precisa trabalhar sob condições de vácuo, e a irradiação do feixe de elétrons fará com que as amostras biológicas sofram danos de irradiação. Outros problemas, como o brilho do canhão de elétrons e a melhoria da qualidade da lente eletrônica, também precisam continuar a ser estudados.
O poder de resolução é um índice importante do microscópio eletrônico, que está relacionado ao ângulo de incidência do cone e ao comprimento de onda do feixe de elétrons através da amostra. O comprimento de onda da luz visível é de cerca de 300 a 700 nanômetros, e o comprimento de onda do feixe de elétrons está relacionado à tensão de aceleração. Quando a tensão de aceleração é de 50 a 100 kV, o comprimento de onda do feixe de elétrons é de cerca de 0,0053 a 0,0037 nanômetros. Como o comprimento de onda do feixe de elétrons é muito menor que o comprimento de onda da luz visível, mesmo que o ângulo do cone do feixe de elétrons seja apenas 1% do microscópio óptico, a capacidade de resolução do microscópio eletrônico ainda é muito melhor que a óptica. microscópio.
O microscópio eletrônico consiste em três partes: tubo espelho, sistema de vácuo e gabinete de fonte de alimentação. O cano possui principalmente um canhão de elétrons, lente de elétrons, porta-amostras, tela fluorescente e mecanismo de câmera e outros componentes, esses componentes geralmente são montados de cima para baixo em uma coluna; o sistema de vácuo consiste em uma bomba de vácuo mecânica, bombas de difusão e válvulas de vácuo, etc., e através da tubulação de bombeamento conectada ao cilindro do espelho; gabinete de fonte de alimentação consiste em um gerador de alta tensão, o estabilizador de corrente de excitação e uma variedade de unidades de controle reguladoras.
A lente eletrônica é uma parte importante do cilindro eletrônico, é simétrica ao eixo do cilindro do campo elétrico espacial ou campo magnético, de modo que o elétron segue até o eixo da formação do foco do papel do vidro convexo lente para fazer o papel do foco do feixe de luz é semelhante ao papel da lente, por isso é chamada de lente de elétrons. A maioria dos microscópios eletrônicos modernos usa lentes eletromagnéticas, por meio de uma corrente de excitação DC muito estável através da bobina com uma sapata polar gerada pelo forte campo magnético para focar os elétrons.
O canhão de elétrons é um componente que consiste em um cátodo quente de tungstênio, uma porta e um cátodo. Ele emite e forma um feixe de elétrons com velocidade uniforme, portanto a estabilidade da tensão de aceleração não deve ser inferior a uma parte em dez mil.
Os microscópios eletrônicos podem ser categorizados em microscópios eletrônicos de transmissão, microscópios eletrônicos de varredura, microscópios eletrônicos de reflexão e microscópios eletrônicos de emissão de acordo com sua estrutura e uso. O microscópio eletrônico de transmissão é frequentemente usado para observar aqueles com microscópios comuns que não conseguem distinguir a estrutura fina do material; o microscópio eletrônico de varredura é usado principalmente para observar a morfologia de superfícies sólidas, mas também com o difratômetro de raios X ou espectrômetro eletrônico combinado para formar uma microssonda eletrônica, usada para a análise da composição do material; microscópio eletrônico de emissão para o estudo da superfície de autoemissão de elétrons.
O feixe de elétrons de um microscópio eletrônico de varredura não passa pela amostra, mas apenas varre a superfície da amostra para excitar os elétrons secundários. Um cristal de cintilação colocado próximo à amostra recebe esses elétrons secundários, que são amplificados para modular a intensidade do feixe de elétrons do CRT, alterando assim o brilho da tela fluorescente do CRT. A bobina de deflexão do CRT é sincronizada com o feixe de elétrons na superfície da amostra, de modo que a tela fluorescente do CRT exibe uma imagem topográfica da superfície da amostra, que é semelhante ao princípio de funcionamento dos aparelhos de televisão industriais.
A resolução de um microscópio eletrônico de varredura é determinada principalmente pelo diâmetro do feixe de elétrons na superfície da amostra. A ampliação é a razão entre a amplitude de varredura no tubo e a amplitude de varredura na amostra, que pode variar continuamente de dezenas a centenas de milhares de vezes. Os microscópios eletrônicos de varredura não requerem amostras muito finas; a imagem tem um forte sentido de tridimensionalidade; e pode analisar a composição de uma substância usando informações como elétrons secundários, elétrons absorvidos e raios X gerados pela interação do feixe de elétrons com a substância.
Microscópio eletrônico de varredura, arma eletrônica e espelho de observação e microscópio eletrônico de transmissão são mais ou menos iguais, mas para tornar o feixe de elétrons mais fino, no espelho de observação sob a lente objetiva é adicionado e o dispersor, na lente objetiva é também equipado com dois conjuntos de perpendiculares entre si dentro da bobina de varredura. A câmara de amostra sob a lente objetiva está equipada com um estágio de amostra que pode ser movido, girado e inclinado.
