elektroninis mikroskopas

elektroninis mikroskopas yra svarbus klasikinio mikroskopo variantas, elektronų pagalba jis gali pavaizduoti objekto paviršių arba vidų.

Kas yra elektroninis mikroskopas?

Ankstesniais laikais buvo vadinamas ir elektroninis mikroskopas Virš mikroskopo. Tai yra mokslinė priemonė, leidžianti vizualiai padidinti objektus, naudojant elektroninius spindulius, o tai leidžia atlikti išsamesnį tyrimą.

Su elektroniniu mikroskopu galima pasiekti daug didesnę skiriamąją gebą nei su šviesos mikroskopu. Geriausiu atveju šviesos mikroskopai gali padidinti du tūkstančius kartų. Jei atstumas tarp dviejų taškų yra mažesnis nei pusė šviesos bangos ilgio, žmogaus akis nebemato jų atskirai.

Kita vertus, elektroninis mikroskopas padidina 1: 1 000 000. Tai galima atsekti tuo, kad elektronų mikroskopo bangos yra žymiai trumpesnės nei šviesos bangos. Siekiant pašalinti ardančias oro molekules, elektronų pluoštas sukoncentruojamas į objektą vakuume, naudojant didžiulius elektrinius laukus.

Pirmąjį elektroninį mikroskopą 1931 m. Sukūrė vokiečių elektrikai Ernstas Ruska (1906–1988) ir Maxas Knollas (1897–1969). Iš pradžių kaip atvaizdai nebuvo naudojami elektroną skaidrūs objektai, o maži tinkleliai iš metalo. 1938 m. Ernstas Ruska taip pat sukonstravo pirmąjį elektronų mikroskopą, kuris buvo naudojamas komerciniais tikslais. 1986 m. Ruska už savo super mikroskopą gavo Nobelio fizikos premiją.

Metams bėgant elektronų mikroskopija buvo nuolat tobulinama ir tobulinama, todėl elektronų mikroskopas šiandien tapo nepakeičiama mokslo dalimi.

Formos, tipai ir tipai

Svarbiausi pagrindiniai elektroninių mikroskopų tipai yra skenuojamasis elektroninis mikroskopas (SEM) ir perdavimo elektronų mikroskopas (TEM). Skenuojantis elektroninis mikroskopas nuskaito ploną elektronų pluoštą virš masyvaus objekto. Elektronai ar kiti signalai, atsirandantys iš objekto ar išsisklaidę atgal, gali būti aptikti sinchroniškai. Vaizdo taško, kurį nustato elektronų pluoštas, intensyvumo vertė nustatoma pagal aptiktą srovę.

Paprastai nustatyti duomenys gali būti rodomi prijungtame ekrane. Tokiu būdu vartotojas gali realiuoju laiku sekti vaizdo struktūrą. Skanaujant elektroninėmis sijomis, elektronų mikroskopas yra tik objekto paviršiuje. Vizualizacijai instrumentas nukreipia vaizdus per fluorescencinį ekraną. Nufotografavę nuotraukas galite padidinti iki 1: 200 000.

Kai naudojamas Ernsto Ruskos pagamintas perdavimo elektronų mikroskopas, tiriamasis objektas, kuris turi būti atitinkamai plonas, yra apšvitintas elektronų. Tinkamas objekto storis svyruoja nuo kelių nanometrų iki kelių mikrometrų, tai priklauso nuo objekto medžiagos atomų atominio skaičiaus, norimos skiriamosios gebos ir pagreitinančios įtampos lygio. Kuo mažesnė pagreičio įtampa ir didesnis atominis skaičius, tuo plonesnis objektas turi būti. Perdavimo elektronų mikroskopo vaizdą sukuria sugerti elektronai.

Kiti elektroninio mikroskopo potipiai yra ciroelektroninis mikroskopas (KEM), kuris naudojamas tiriant sudėtingas baltymų struktūras, ir aukštos įtampos elektronų mikroskopas, kurio pagreičio diapazonas yra labai didelis. Jis naudojamas dideliems objektams vaizduoti.

Struktūra ir funkcionalumas

Atrodo, kad elektronų mikroskopo struktūra turi mažai ką bendro su šviesos mikroskopu. Tačiau yra ir paralelių. Elektronų pistoletas yra viršuje. Paprasčiausiu atveju tai gali būti volframo viela. Tai kaitinama ir skleidžia elektronus. Elektronų pluoštą sufokusuoja žiediniai formos elektromagnetai. Elektromagnetai yra panašūs į šviesos mikroskopo lęšius.

Puikus elektronų pluoštas dabar gali savarankiškai išmušti elektronus iš mėginio. Tada elektronai vėl užfiksuojami detektoriumi, iš kurio galima susidaryti vaizdą. Jei elektronų pluoštas nejuda, gali būti atvaizduojamas tik vienas taškas. Tačiau jei sritis nuskaityta, įvyksta pokytis. Virš tiriamo objekto elektronų pluoštas yra nukreiptas elektromagnetais ir nukreiptas linijomis kiekvieną eilutę. Šis nuskaitymas įgalina padidintą ir didelės skiriamosios gebos objekto vaizdą.

Jei egzaminuotojas nori priartėti prie objekto, jam tereikia sumažinti plotą, iš kurio nuskaitomas elektronų pluoštas. Kuo mažesnis nuskaitymo plotas, tuo didesnis objektas rodomas.

Pirmasis sukonstruotas elektroninis mikroskopas 400 kartų padidino jo apžiūrėtus objektus. Šiais laikais instrumentai objektą gali padidinti net 500 000 kartų.

Medicininė ir sveikatos nauda

Elektroninis mikroskopas yra vienas iš svarbiausių medicinos ir mokslo sričių, tokių kaip biologija, išradimų. Su prietaisu galima pasiekti fantastiškų egzaminų rezultatų.

Ypač medicinai buvo svarbu tai, kad virusus dabar buvo galima ištirti ir elektroniniu mikroskopu. Virusai yra daug kartų mažesni nei bakterijų, todėl jų neįmanoma tiksliai parodyti naudojant šviesos mikroskopą.

Ląstelės vidus taip pat negali būti tiksliai ištirtas naudojant šviesos mikroskopą. Tačiau elektronų mikroskopu tai pasikeitė. Šiandien pavojingas ligas, tokias kaip AIDS (ŽIV) ar pasiutligę, daug geriau galima ištirti naudojant elektroninius mikroskopus.

Tačiau elektronų mikroskopas taip pat turi tam tikrų trūkumų. Pavyzdžiui, tiriamiems objektams gali turėti įtakos elektronų pluoštas, nes jis įkaista arba greiti elektronai susiduria su ištisiniais atomais. Be to, elektronų mikroskopo įsigijimo ir priežiūros išlaidos yra labai didelės. Dėl šios priežasties priemones dažniausiai naudoja tyrimų institutai ar privatūs paslaugų teikėjai.