Skematisk diagram af mikroskopets billeddannelsesprincip
Jeg ved, at okularet fungerer som et forstørrelsesglas, men det billede, der dannes af forstørrelsesglasset, er på samme side som objektet. Efter at objektivlinsen i mikroskopet forstørrer objektet, skal det resulterende billede være i mikroskoprøret. Hvis okularets princip er det samme som forstørrelsesglasset, hvad er dets billede? I stedet for at zoome i den modsatte retning af det menneskelige øje (den samme side af objektet), hvordan ved du, hvordan du ser det dobbeltforstørrede billede? Mikroskopets billeddannende princip er vist på figuren. Objektivets brændvidde er kort, og okularets brændvidde er lang. Objektet danner et omvendt virkeligt billede A gennem objektivlinsen. "B", billedet er placeret inden for okularets brændpunkt (inde i linserøret), det kan også betragtes som objektet for okularet, og det bliver et opretstående virtuelt billede efter at have passeret gennem okularet; det er stadig det samme som forstørrelsesglasset, og objektbilledet er på samme side).
Jeg ved, at okularet fungerer som et forstørrelsesglas, men det billede, der dannes af forstørrelsesglasset, er på samme side som objektet. Efter at objektivlinsen i mikroskopet forstørrer objektet, skal det resulterende billede være i mikroskoprøret. Hvis okularets princip er det samme som forstørrelsesglasset, hvad er dets billede? I stedet for at zoome i den modsatte retning af det menneskelige øje (den samme side af objektet), hvordan ved du, hvordan du ser det dobbeltforstørrede billede? Mikroskopets billeddannende princip er vist på figuren. Objektivets brændvidde er kort, og okularets brændvidde er lang. Objektet danner et omvendt virkeligt billede A gennem objektivlinsen. "B", billedet er placeret inden for okularets brændpunkt (inde i linserøret), det kan også betragtes som objektet for okularet, og det bliver et opretstående virtuelt billede efter at have passeret gennem okularet; det er stadig det samme som forstørrelsesglasset, og objektbilledet er på samme side).
Sådan fungerer AFM'er
Det grundlæggende princip for AFM svarer til det for STM. I AFM bruges en nålespids på en elastisk cantilever, der er meget følsom over for svage kræfter, til at scanne prøveoverfladen på en raster måde. Når afstanden mellem nålespidsen og prøveoverfladen er meget tæt, er der en meget svag kraft (10-12~10-6N) mellem atomerne ved spidsen af nålespidsen og atomerne på prøveoverflade. På dette tidspunkt vil mikro-cantileveren gennemgå en lille elastisk deformation. Kraften F mellem spidsen og prøven og deformationen af cantilever følger Hookes lov: F=-k*x, hvor k er kraftkonstanten for cantilever. Så længe deformationen af mikro-cantileveren måles, kan kraften mellem spidsen og prøven derfor opnås. Kraften og afstanden mellem nålespidsen og prøven har et stærkt afhængighedsforhold, så feedbacksløjfen bruges til at holde kraften mellem nålespidsen og prøven konstant under scanningsprocessen, det vil sige, at udkragningens deformation holdes konstant, og nålespidsen vil følge prøven. Overfladens op- og nedture bevæger sig op og ned, og banen for nålespidsens op- og nedadgående bevægelse kan registreres for at opnå information om prøvens overfladetopografi. Denne arbejdstilstand kaldes "Constant Force Mode" og er den mest udbredte scanningsmetode.
AFM-billeder kan også opnås ved at bruge "Constant Height Mode", det vil sige under X, Y-scanning, uden at bruge en feedback-loop, ved at holde afstanden mellem nålespidsen og prøven konstant ved at måle Z-retningen af mikrocantileveren. mængden af deformation til billedet. Denne metode bruger ikke en feedback-loop og kan anvende en højere scanningshastighed. Det bruges normalt mere, når man observerer atomer og molekyler, men det er ikke egnet til prøver med relativt store overfladeudsving.
