Электронный микроскоп Принцип визуализации оптического микроскопа Сходства и различия
Электронный микроскоп — это прибор, который использует электронные лучи и электронные линзы вместо световых лучей и оптических линз для изображения тонких структур веществ при очень большом увеличении на основе принципа электронной оптики.
Разрешающая способность электронного микроскопа определяется минимальным расстоянием между двумя соседними точками, которое он может разрешить. В 1970-х годах просвечивающие электронные микроскопы имели разрешение около 0,3 нанометра (разрешающая способность человеческого глаза составляет около 0,1 миллиметра). Теперь максимальное увеличение электронного микроскопа превышает 3 миллиона раз, а максимальное увеличение оптического микроскопа составляет около 2000 раз, поэтому атомы некоторых тяжелых металлов и аккуратно расположенные атомные решетки в кристалле можно непосредственно наблюдать через электронный микроскоп. .
В 1931 году Кнорр-Бремзе и Руска из Германии переоборудовали высоковольтный осциллограф с разрядным источником электронов с холодным катодом и тремя электронными линзами и получили изображение, увеличенное более чем в десять раз, что подтвердило возможность получения изображения с увеличением с помощью электронного микроскопа. В 1932 году, после усовершенствования Руска, разрешающая способность электронного микроскопа достигла 50 нанометров, что примерно в десять раз превышало разрешающую способность оптического микроскопа того времени, поэтому электронный микроскоп начал привлекать внимание людей.
В 1940 годах Хилл в США применил астигматизатор для компенсации вращательной асимметрии электронной линзы, что совершило новый прорыв в разрешающей способности электронного микроскопа и постепенно достигло современного уровня. В Китае в 1958 г. был успешно разработан просвечивающий электронный микроскоп с разрешением 3 нм, а в 1979 г. был изготовлен большой электронный микроскоп с разрешением 0,3 нм.
Хотя разрешающая способность электронного микроскопа намного лучше, чем у оптического микроскопа, наблюдать за живыми организмами сложно, поскольку электронный микроскоп должен работать в условиях вакуума, а облучение электронным лучом также приводит к тому, что биологические образцы быть повреждены радиацией. Другие вопросы, такие как улучшение яркости электронной пушки и качество электронной линзы, также нуждаются в дальнейшем изучении.
Разрешающая способность является важным показателем электронной микроскопии, который связан с углом падения конуса и длиной волны электронного луча, проходящего через образец. Длина волны видимого света составляет около {{0}} нанометров, а длина волны электронного пучка связана с ускоряющим напряжением. При ускоряющем напряжении 50-100 кВ длина волны электронного пучка составляет около 0,0053-0,0037 нм. Поскольку длина волны электронного луча намного меньше длины волны видимого света, даже если угол конусности электронного луча составляет всего 1 процент от угла конусности оптического микроскопа, разрешающая способность электронного микроскопа все равно намного превосходит разрешающую способность электронного микроскопа. оптического микроскопа.
