میکروسکوپ الکترونی نشان دهنده تغییرات قابل توجهی در میکروسکوپ کلاسیک است. با کمک الکترون می تواند سطح یا فضای داخلی یک جسم را تصویر کند.
میکروسکوپ الکترونی چیست؟
میکروسکوپ الکترونی نشان دهنده تنوع قابل توجهی از میکروسکوپ کلاسیک است. در زمان های گذشته ، میکروسکوپ الکترونی نیز به عنوان ابر میکروسکوپ شناخته می شد. این به عنوان ابزاری علمی عمل می کند که از طریق آن می توان اشیا را با استفاده از پرتوهای الکترونیکی به صورت تصویری بزرگ کرد و امکان بررسی دقیق تر را فراهم می کند. با میکروسکوپ الکترونی می توان به وضوح بسیار بالاتری نسبت به میکروسکوپ نوری دست یافت. میکروسکوپ های نوری در بهترین حالت می توانند به بزرگنمایی دو هزار برابر برسند. اما اگر فاصله بین دو نقطه از نصف طول موج نور کمتر باشد ، چشم انسان دیگر قادر به تفکیک آنها نیست. از طرف دیگر ، میکروسکوپ الکترونی بزرگنمایی 1: 1,000,000 XNUMX XNUMX را بدست می آورد. این را می توان به این واقعیت نسبت داد که امواج میکروسکوپ الکترونی بطور قابل توجهی کوتاه تر از امواج نور هستند. برای از بین بردن هوا تداخل مولکول ها، پرتو الکترون توسط میدانهای الکتریکی عظیم در خلا در جسم متمرکز می شود. اولین میکروسکوپ الکترونی در سال 1931 توسط مهندسان برق آلمانی ارنست روسکا (1906-1988) و ماکس نول (1897-1969) ساخته شد. در ابتدا ، گریتینگ های فلزی کوچک و نه اجسام شفاف الکترون به عنوان تصویر عمل می کردند. ارنست روسکا همچنین اولین میکروسکوپ الکترونی را که برای اهداف تجاری مورد استفاده قرار گرفت در سال 1938 ساخت. در سال 1986 ، روسکا جایزه نوبل فیزیک را برای ابرمیکروسکوپ خود دریافت کرد. در طی سالها ، میکروسکوپ الکترونی بطور مداوم تحت طرحهای جدید و پیشرفتهای فنی قرار گرفته است ، به طوری که در حال حاضر تصور علم بدون میکروسکوپ الکترونی غیرممکن است.
اشکال ، انواع و انواع
انواع اصلی اصلی میکروسکوپ الکترونی شامل میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) است. میکروسکوپ الکترونی روبشی پرتوی الکترون نازک را از طریق یک جسم جامد اسکن می کند. الکترون ها یا سیگنال های دیگری که دوباره از جسم بیرون می آیند یا به عقب باز می شوند ، می توانند به طور همزمان شناسایی شوند. جریان شناسایی شده میزان شدت پیکسلی را که پرتو الکترون اسکن می کند تعیین می کند. به عنوان یک قاعده ، داده های تعیین شده را می توان در یک صفحه متصل نمایش داد. به این ترتیب ، کاربر می تواند ساخت تصویر را در زمان واقعی دنبال کند. هنگام اسکن با پرتوهای الکترونیکی ، میکروسکوپ الکترونی به سطح جسم محدود می شود. برای تجسم ، این ابزار تصاویر را از طریق صفحه فلورسنت هدایت می کند. بعد از عکاسی ، تصاویر را می توان تا 1: 200,000 بزرگنمایی کرد. هنگام استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری ، ارجاع شده توسط ارنست روسکا ، جسمی که باید مورد بررسی قرار گیرد ، که باید نازکی مناسبی داشته باشد ، توسط الکترون ها تابش می شود. ضخامت مناسب جسم از چند نانومتر تا چند میکرومتر متغیر است که به تعداد اتمی مواد جسم ، وضوح مطلوب و سطح ولتاژ شتاب دهنده بستگی دارد. هرچه ولتاژ شتاب دهنده و عدد اتمی بیشتر باشد ، باید جسم نازک تری داشته باشد. تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری توسط الکترونهای جذب شده تشکیل می شود. از دیگر انواع فرعی میکروسکوپ الکترونی میکروسکوپ کایروالکترون (KEM) است که برای بررسی ساختارهای پیچیده پروتئین استفاده می شود و میکروسکوپ الکترونی ولتاژ بالا که حاشیه شتاب بسیار بالایی دارد. برای تصویربرداری از اشیا extensive گسترده استفاده می شود.
ساختار و نحوه عملکرد
به نظر می رسد ساختار میکروسکوپ الکترونی با میکروسکوپ نوری در داخل اشتراک چندانی ندارد. با این وجود ، موارد مشابه وجود دارد. به عنوان مثال ، اسلحه الکترون در بالا قرار دارد. در ساده ترین حالت ، این می تواند یک سیم تنگستن باشد. این گرم می شود و الکترون منتشر می کند. پرتوی الکترونی توسط مغناطیس های الکتریکی متمرکز می شود که دارای شکلی مانند حلقه هستند. آهنرباهای الکتریکی مشابه لنزهای میکروسکوپ نوری هستند. پرتوی ریز الکترونی اکنون قادر است الکترونها را به طور مستقل از نمونه خارج کند. الکترون ها دوباره توسط یک ردیاب جمع آوری می شوند ، که می تواند از آن یک تصویر ایجاد کند. اگر پرتو الکترون حرکت نکند ، فقط یک نقطه را می توان تصویر کرد. با این حال ، اگر اسکن یک سطح انجام شود ، تغییری رخ می دهد. پرتوی الکترونی توسط آهن ربا منحرف شده و خط به خط بر روی جسم مورد بررسی هدایت می شود. این اسکن ، تصویری بزرگ و با وضوح بالا از جسم را امکان پذیر می کند. اگر آزمایشگر بخواهد حتی بیشتر به جسم نزدیک شود ، فقط باید ناحیه ای را که از آن پرتو الکترون اسکن می شود کاهش دهد. هرچه ناحیه اسکن کوچکتر باشد ، شی بزرگتر نمایش داده می شود. اولین میکروسکوپ الکترونی که ساخته شد ، اجسام مورد بررسی را 400 برابر بزرگ کرد. در دوران مدرن ، ابزارها می توانند یک شی را حتی 500,000 بار بزرگ کنند.
فواید پزشکی و بهداشتی
برای پزشکی و شاخه های علمی مانند زیست شناسی ، میکروسکوپ الکترونی یکی از مهمترین اختراعات است. بنابراین ، می توان نتایج معاینه خارق العاده ای را با ابزار بدست آورد. به ویژه برای پزشکی این واقعیت مهم بود ویروس ها اکنون می توان با میکروسکوپ الکترونی نیز بررسی کرد. ویروس ها، به عنوان مثال ، چندین برابر کوچکتر از است باکتری، بنابراین نمی توان آنها را با جزئیات توسط میکروسکوپ نوری تصویر کرد. همچنین نمی توان درون سلول را به طور جزئی با میکروسکوپ نوری درک کرد. با این حال ، این با میکروسکوپ الکترونی تغییر کرد. امروزه ، بیماری های خطرناکی مانند ایدز (اچ آی وی) یا بیماری هاری با استفاده از میکروسکوپ الکترونی بسیار بهتر قابل بررسی است. با این وجود میکروسکوپ الکترونی معایبی نیز دارد. به عنوان مثال ، اجسام مورد بررسی می توانند به دلیل گرم شدن یا برخورد الکترونهای سریع با اتمهای کامل ، تحت تأثیر پرتو الکترون قرار بگیرند. علاوه بر این ، هزینه های تحصیل و نگهداری میکروسکوپ الکترونی بسیار زیاد است. به همین دلیل ، این ابزارها عمدتاً توسط مutesسسات تحقیقاتی یا ارائه دهندگان خدمات خصوصی مورد استفاده قرار می گیرند.
