ElektronmikroskopOptisk mikroskop BilledbehandlingsprincipperLigheder og forskelle
Elektronmikroskop er et instrument, der anvender elektronstråle og elektronlinse i stedet for lysstråle og optisk linse efter princippet om elektronoptik, således at materialets fine struktur afbildes under meget høj forstørrelse.
Opløsningen af et elektronmikroskop udtrykkes i form af den lille afstand mellem to nabopunkter, som det kan opløse. I 1970erne var opløsningen af et transmissionselektronmikroskop omkring 0.3 nanometer (det menneskelige øjes opløsning er ca. 0,1 millimeter). I dag er den store forstørrelse af elektronmikroskop mere end 3 millioner gange, mens den store forstørrelse af optisk mikroskop er omkring 2,000 gange, således at elektronmikroskopet direkte kan observere atomerne i visse tungmetaller og krystaller af atomprikkerne i arrangementet af den pæne række.
Selvom opløsningen af elektronmikroskopet har været langt bedre end det optiske mikroskop, men elektronmikroskopet skal arbejde under vakuumforhold, så det er svært at observere de levende organismer, og bestrålingen af elektronstrålen vil gøre, at de biologiske prøver pr. strålingsskader. Andre problemer, såsom lysstyrken af elektronkanonen og forbedringen af kvaliteten af elektronlinsen skal også fortsætte med at studere.
Opløsningsevnen er et vigtigt indeks for et elektronmikroskop, som er relateret til kegleindfaldsvinklen og bølgelængden af elektronstrålen, der passerer gennem prøven. Bølgelængden af synligt lys er omkring {{0}} nm, og elektronstrålens bølgelængde er relateret til accelerationsspændingen. Når accelerationsspændingen er 50 til 100 kV, er bølgelængden af elektronstrålen omkring 0,0053 til 0,0037 nm. Fordi elektronstrålens bølgelængde er meget mindre end bølgelængden af synligt lys, så selvom elektronstrålens keglevinkel kun er 1 procent af det optiske mikroskop, er elektronmikroskopets opløsningsevne stadig langt bedre end optisk mikroskop.
Elektronmikroskop består af tre dele: spejlrør, vakuumsystem og strømforsyningsskab. Løbet har hovedsageligt elektronkanon, elektronlinse, prøveholder, fluorescerende skærm og kameramekanisme og andre komponenter, disse komponenter er normalt samlet fra top til bund i en søjle; vakuumsystemet består af mekanisk vakuumpumpe, diffusionspumpe og vakuumventiler osv., og gennem pumperørledningen forbundet med spejlets cylinder; strømforsyningskabinet består af en højspændingsgenerator, magnetiseringsstrømstabilisatoren og en række regulatoriske kontrolenheder.
Elektronlinsen er en vigtig del af elektronmikroskopets tønde, den er symmetrisk til aksen af tønden af rummets elektriske eller magnetiske felt, således at elektronen sporer til aksen for dannelsen af fokuseringen af rollen som den konvekse glaslinse at få lysstrålens rolle til at fokusere ligner linsens rolle, så det kaldes en elektronlinse. De fleste moderne elektronmikroskoper anvender elektromagnetiske linser, som fokuserer elektronerne ved hjælp af et stærkt magnetfelt genereret af en meget stabil DC-excitationsstrøm gennem en spole med en polsko.
Elektronmikroskoper kan opdeles i transmissionselektronmikroskoper, scanningselektronmikroskoper, refleksionselektronmikroskoper og emissionselektronmikroskoper i henhold til deres struktur og anvendelse. Transmissionselektronmikroskop bruges ofte til at observere dem med almindelige mikroskoper, der ikke kan skelne materialets fine struktur; scanningselektronmikroskop bruges hovedsageligt til at observere den faste overflademorfologi, men også med røntgendiffraktometeret eller elektronspektrometeret kombineret til at udgøre elektronmikrosonden, der bruges til analyse af materialets sammensætning; emissive elektronmikroskop bruges til undersøgelse af overfladen af selvemissionen af elektroner.
