Ki ranje obsèvasyon mikwoskòp optik ak mikwoskòp elèktron
Konpozisyon ak estrikti yon mikwoskòp optik Yon mikwoskòp optik jeneralman konsiste de yon etap, yon sistèm ekleraj spotlight, yon lantiy objektif, yon oculaire, ak yon mekanis konsantre. Se sèn nan itilize kenbe objè a yo dwe obsève. Mekanis konsantre a ka kondwi pa bouton an konsantre pou fè etap la deplase monte ak desann pou ajisteman ki graj ak ajisteman amann, se konsa ke objè a obsève ka konsantre ak imaj klè.
Kouch anwo li yo ka deplase ak Thorne jisteman nan plan orizontal la, epi jeneralman ajiste pati nan obsève nan sant la nan jaden an de vi. Sistèm ekleraj tach la konpoze de yon sous limyè ak yon kondansasyon. Fonksyon kondansasyon an se konsantre plis enèji limyè nan pati obsève a. Karakteristik espèk lanp limine a dwe konpatib ak gwoup k ap travay reseptè mikwoskòp la.
Lantiy objektif la sitiye tou pre objè a yo dwe obsève, epi li se lantiy la ki reyalize premye nivo agrandisman. Plizyè lantiy objektif ak agrandisman diferan yo enstale sou konvètisè lantiy objektif la an menm tan, ak lantiy objektif yo ak agrandisman diferan ka antre nan chemen an optik k ap travay pa wotasyon konvètisè a. Agrandisman lantiy objektif la anjeneral 5 a 100 fwa. Lantiy objektif la se eleman optik ki jwe yon wòl desizif nan bon jan kalite a nan imaj la nan mikwoskòp la.
Souvan yo itilize lantiy objektif akromatik ki ka korije aberasyon kromatik pou de koulè limyè; pi bon kalite lantiy objektif apokromatik ki ka korije aberasyon kromatik pou twa kalite limyè koulè; ka asire ke plan an imaj tout antye nan lantiy la objektif se plat amelyore jaden an de vi Flat objektif jaden ak bon jan kalite imaj majinal. Objektif imèsyon likid yo souvan itilize nan objektif gwo agrandisman, se sa ki, endèks refraktif la se 1 ant sifas ki pi ba nan lantiy objektif la ak sifas anwo fèy echantiyon an.
5 likid, li ka siyifikativman amelyore rezolisyon an nan obsèvasyon mikwoskopik. Oculaire a se yon lantiy ki sitiye tou pre je imen an pou reyalize dezyèm nivo agrandisman, ak agrandisman lantiy la anjeneral 5 a 20 fwa. Dapre gwosè a nan jaden an de vi ki ka wè, oculaires ka divize an de kalite: oculaire òdinè ak yon pi piti jaden de vi ak gwo-jaden oculaires (oswa gran-ang oculaires) ak yon pi gwo jaden de vi.
Tou de etap la ak lantiy objektif la dwe kapab deplase youn ak lòt sou aks optik lantiy objektif la pou reyalize ajisteman konsantre epi jwenn yon imaj klè. Lè w ap travay ak yon lantiy objektif ki wo agrandisman, ranje konsantre akseptab la souvan pi piti pase mikron, kidonk mikwoskòp la dwe gen yon mekanis mikwo-konsantre trè presi. Limit la nan agrandisman nan mikwoskòp la se agrandisman efikas la, ak rezolisyon an nan mikwoskòp la refere a distans minimòm ant de pwen objè ki ka byen klè distenge pa mikwoskòp la.
Rezolisyon ak agrandisman se de konsèp diferan men ki gen rapò. Lè ouvèti nimerik nan lantiy la objektif chwazi a pa gwo ase, se sa ki, rezolisyon an pa wo ase, mikwoskòp la pa ka distenge estrikti a amann nan objè a. Nan moman sa a, menm si agrandisman an twòp ogmante, imaj la jwenn ka sèlman yon imaj ki gen yon gwo deskripsyon men detay ki pa klè. , yo rele agrandisman envalid.
Okontrè, si rezolisyon an satisfè kondisyon yo men agrandisman an ensifizan, mikwoskòp la gen kapasite pou rezoud, men imaj la toujou twò piti pou je moun wè klèman. Se poutèt sa, yo nan lòd yo bay tout pouvwa a rezoud nan mikwoskòp la, ouvèti a nimerik yo ta dwe rezonab matche ak agrandisman total mikwoskòp la. Sistèm ekleraj dokiman Pwen Enpòtan an gen yon gwo enpak sou pèfòmans D 'mikwoskòp la, men li se yon lyen ki fasil neglije pa itilizatè yo.
Fonksyon li se bay ase ak inifòm ekleraj nan sifas objè a. Gwo bout bwa a limyè voye pa kondansasyon an ta dwe asire ke li ranpli ang la ouvèti nan lantiy la objektif, otreman rezolisyon ki pi wo ke lantiy la objektif ka reyalize pa ka konplètman itilize. Pou rezon sa a, kondansasyon an ekipe ak yon dyafram ouvèti varyab ki sanble ak sa ki nan lantiy objektif fotografi, ki ka ajiste gwosè ouvèti a, epi li itilize pou ajiste ouvèti gwo bout bwa ekleraj la pou matche ak ang ouvèti objektif la. lantiy.
Lè w chanje metòd ekleraj la, yo ka jwenn diferan metòd obsèvasyon tankou pwen objè nwa sou yon background klere (ki rele limyè jaden klere) oswa pwen objè klere sou yon background nwa (ki rele limyè jaden nwa) yo ka jwenn, konsa tankou pi byen dekouvri ak obsève la. mikwostrikti. Yon mikwoskòp elèktron se yon enstriman ki itilize reyon elèktron ak lantiy elèktron olye pou yo travès limyè ak lantiy optik pou imajine estrikti amann sibstans ki sou yo nan agrandisman trè wo ki baze sou prensip optik elèktron.
Pouvwa rezolisyon yon mikwoskòp elèktron reprezante pa distans minimòm ant de pwen adjasan ke li ka rezoud. Nan ane 1970 yo, rezolisyon mikwoskòp elèktron transmisyon an te apeprè 0.3 nanomèt (pouvwa rezolisyon je imen an te apeprè 0.1 mm). Koulye a, maksimòm agrandisman mikwoskòp elèktron la depase 3 milyon fwa, pandan y ap agrandisman maksimòm mikwoskòp optik la se apeprè 2000 fwa, kidonk atòm kèk metal lou ak lasi atomik byen ranje nan kristal ka obsève dirèkteman atravè mikwoskòp elèktron. .
An 1931, Knorr-Bremse ak Ruska nan Almay te refit yon osiloskop wo-vòltaj ak yon sous elèktron dechaj katod frèt ak twa lantiy elèktron, epi yo te jwenn yon imaj agrandi plis pase dis fwa, ki konfime posibilite pou imaj mikwoskòp elèktron agrandi. An 1932, apre amelyorasyon Ruska a, pouvwa rezolisyon mikwoskòp elèktron a te rive nan 50 nanomèt, apeprè dis fwa pouvwa rezolisyon mikwoskòp optik la nan moman sa a, kidonk mikwoskòp elèktron la te kòmanse resevwa atansyon moun.
Nan ane 194 0 yo, Hill nan peyi Etazini te itilize yon astigmatizer pou konpanse asimetri wotasyon lantiy elèktron la, ki te fè yon nouvo zouti nan pouvwa rezolisyon mikwoskòp elèktron la epi piti piti rive nan nivo modèn. Nan Lachin, yon mikwoskòp elèktron transmisyon te devlope avèk siksè an 1958 ak yon rezolisyon nan 3 nanomèt, ak nan 1979 li te fabrike ak yon rezolisyon nan 0.
3nm gwo mikwoskòp elèktron. Malgre ke pouvwa rezolisyon mikwoskòp elèktron an pi bon pase mikwoskòp optik la, li difisil pou obsève òganis vivan yo paske mikwoskòp elèktron an bezwen travay nan kondisyon vakyòm, epi iradyasyon gwo bout bwa elèktron a pral lakòz echantiyon byolojik yo tou. dwe domaje nan radyasyon. Lòt pwoblèm, tankou amelyorasyon nan klète zam elèktron ak bon jan kalite lantiy elèktron, bezwen plis etidye tou.
Pouvwa rezoud se yon endikatè enpòtan nan mikwoskòp elèktron, ki gen rapò ak ang kòn ensidan an ak longèdonn gwo bout bwa elèktron ki pase nan echantiyon an. Longèdonn limyè vizib la se apeprè {{0}} nanomèt, pandan y ap longèdonn reyon elèktron ki gen rapò ak vòltaj akselere a. Lè vòltaj akselere a se 50-100 kV, longèdonn elèktron a se apeprè 0.
0053 a 0.0037 nm. Depi longèdonn gwo bout bwa elèktron an pi piti anpil pase longèdonn limyè vizib la, menm si ang kòn gwo bout bwa elèktron se sèlman 1 pousan nan mikwoskòp optik la, pouvwa rezolisyon mikwoskòp elèktron la toujou pi wo pase sa. nan mikwoskòp optik la. Mikwoskòp elèktron konsiste de twa pati: barik lantiy, sistèm vakyòm ak kabinè ekipman pou pouvwa.
Barik lantiy la sitou gen ladan zam elèktron, lantiy elèktron, moun ki gen echantiyon, ekran fliyoresan, ak mekanis kamera. Konpozan sa yo anjeneral reyini nan yon kolòn soti anwo jouk anba; se sistèm nan vakyòm ki konpoze de ponp vakyòm mekanik, ponp difizyon, ak tiyo vakyòm. Tiyo gaz la konekte ak barik lantiy la; kabinè pouvwa a konpoze de yon dèlko vòltaj segondè, yon estabilize aktyèl eksitasyon ak divès kalite inite kontwòl ajisteman.
Lantiy elektwon an se pati ki pi enpòtan nan barik lantiy mikwoskòp elèktron. Li itilize yon espas jaden elektrik oswa chan mayetik simetrik aks barik lantiy la pou pliye tras elèktron nan aks la pou fòme yon konsantre. Fonksyon li sanble ak yon lantiy vè konvèks pou konsantre gwo bout bwa a, kidonk li rele elèktron. lantiy. Pifò mikwoskòp elèktron modèn sèvi ak lantiy elektwomayetik, ki konsantre elektwon atravè yon gwo jaden mayetik ki te pwodwi pa yon trè estab DC eksitasyon aktyèl pase nan yon bobin ak soulye poto.
Zam elèktron a se yon eleman ki fòme ak yon katod chod filaman tengstèn, yon kadriyaj ak yon katod. Li ka emèt ak fòme yon gwo bout bwa elèktron ak yon vitès inifòm, kidonk estabilite nan vòltaj la akselere oblije pa mwens pase yon dis-milyèm. Mikwoskòp elèktron yo ka divize an mikwoskòp elèktron transmisyon, mikwoskòp elektwon optik, mikwoskòp elèktron refleksyon, ak mikwoskòp elèktron emisyon dapre estrikti yo ak itilizasyon yo.
Mikwoskòp elèktron transmisyon yo souvan itilize pou obsève estrikti materyèl amann ki pa ka rezoud pa mikwoskòp òdinè; mikwoskòp elèktron optik yo sitou itilize pou obsève mòfoloji sifas solid, epi yo ka konbine tou ak difractomètr X-ray oswa espektwomèt enèji elektwon pou fòme mikrosond elektwonik pou analiz konpozisyon materyèl; mikwoskòp elèktron emisyon pou etid sifas elèktron pwòp tèt ou-emèt.
Mikwoskòp elèktron transmisyon an te rele apre gwo bout bwa a elèktron penetre echantiyon an epi agrandi imaj la ak lantiy elektwon an. Chemen optik li sanble ak yon mikwoskòp optik. Nan kalite sa a nan mikwoskòp elèktron, se kontras nan detay imaj ki kreye pa gaye nan gwo bout bwa a elèktron pa atòm yo nan echantiyon an. Pati ki pi mens oswa pi ba-dansite nan echantiyon an gen mwens gaye gwo bout bwa elèktron, se konsa ke plis elektwon pase nan dyafram objektif la epi patisipe nan D, epi parèt pi klere nan imaj la.
Kontrèman, pi epè oswa pi dans pati nan echantiyon an parèt pi fonse nan imaj la. Si echantiyon an twò epè oswa twò dans, kontras imaj la pral deteryore, oswa menm domaje oswa detwi lè w absòbe enèji gwo bout bwa a elèktron. Tèt barik lantiy mikwoskòp elèktron transmisyon an se yon zam elèktron. Elektwon yo emèt pa katod tengstèn cho a, ak travès elèktron yo konsantre pa premye ak dezyèm kondansateur yo.
Apre yo fin pase nan echantiyon an, gwo bout bwa elèktron la imajine sou glas entèmedyè a pa lantiy objektif la, ak Lè sa a, elaji etap pa etap nan glas la entèmedyè ak glas pwojeksyon, ak Lè sa a, imaj sou ekran an fliyoresan oswa plak la fotokoeran. Agrandisman nan glas entèmedyè a ka kontinyèlman chanje soti nan dè dizèn de fwa a dè santèn de milye de fwa sitou atravè ajisteman nan aktyèl la eksitasyon; pa chanje longè fokal glas entèmedyè a, imaj mikwoskopik elèktron ak imaj diffraction elèktron ka jwenn sou ti pati yo nan menm echantiyon an.
Yo nan lòd yo etidye pi epè echantiyon metal yo, laboratwa franse Dulos Electron Optics te devlope yon mikwoskòp elektwon ultra-wo vòltaj ak yon vòltaj akselere nan 3500 kV. Gwo bout bwa elèktron nan mikwoskòp elektwon optik la pa pase nan echantiyon an, men sèlman analize ak eksite elektwon segondè sou sifas echantiyon an. Kristal scintillation mete akote echantiyon an resevwa elektwon segondè sa yo, anplifye ak modil entansite gwo bout bwa elèktron tib foto a, kidonk chanje klète sou ekran tib foto a.
Bobin devyasyon nan tib la foto kenbe optik synchrone ak gwo bout bwa elèktron sou sifas echantiyon an, se konsa ke ekran an fliyoresan nan tib la foto montre imaj la topografik nan sifas echantiyon an, ki se menm jan ak prensip la k ap travay nan yon televizyon endistriyèl. . Se rezolisyon an nan yon mikwoskòp elektwon optik sitou detèmine pa dyamèt gwo bout bwa a elèktron sou sifas echantiyon an.
Agrandisman an se rapò anplitid la optik sou tib la foto ak anplitid la optik sou echantiyon an, ki ka kontinyèlman chanje soti nan dè dizèn de fwa a dè santèn de milye de fwa. Mikwoskòp elèktron optik la pa mande pou yon echantiyon trè mens; imaj la gen yon gwo efè twa dimansyon; li ka itilize enfòmasyon tankou elektwon segondè, elektwon absòbe, ak radyografi ki te pwodwi pa entèraksyon ki genyen ant gwo bout bwa elèktron ak sibstans la pou analize konpozisyon sibstans la.
Zam elèktron ak lantiy kondansateur nan yon mikwoskòp elektwon optik yo apeprè menm jan ak sa yo ki nan yon mikwoskòp elèktron transmisyon, men yo nan lòd yo fè gwo bout bwa a elektwon pi mens, yo ajoute yon lantiy objektif ak yon astigmatizer anba lantiy kondansasyon an, ak de ansanm nan. travès optik mityèlman pèpandikilè yo enstale andedan lantiy objektif la. bobin. Chanm echantiyon ki anba lantiy objektif la ekipe ak yon etap echantiyon ki ka deplase, vire ak panche.
