microscop electronic reprezintă o variantă importantă a microscopului clasic.cu ajutorul electronilor poate imagina suprafața sau interiorul unui obiect.
Ce este un microscop electronic?
În vremurile anterioare a fost numit și microscopul electronic La microscop. Acesta servește ca un instrument științific care permite extinderea vizuală a obiectelor prin aplicarea razelor electronice, ceea ce permite investigarea mai detaliată.
Cu un microscop electronic, se pot obține rezoluții mult mai mari decât cu un microscop ușor. În cel mai bun caz, microscopurile ușoare pot obține o mărire de două mii de ori. Dacă distanța dintre două puncte este mai mică de jumătate din lungimea de undă a luminii, ochiul uman nu mai este capabil să le vadă separat.
Un microscop electronic, pe de altă parte, realizează o mărire de 1: 1.000.000. Acest lucru poate fi repercutat la faptul că undele microscopului electronic sunt considerabil mai scurte decât undele luminii. Pentru a elimina moleculele de aer care interferează, fasciculul de electroni este concentrat asupra obiectului într-un vid, prin intermediul unor câmpuri electrice masive.
Primul microscop electronic a fost creat în 1931 de inginerii electrici germani Ernst Ruska (1906-1988) și Max Knoll (1897-1969). Inițial, însă, nu au fost folosite obiecte transparente cu electroni ca imagini, ci mici grile din metal. De asemenea, Ernst Ruska a construit primul 1938 microscop electronic, care a fost utilizat în scopuri comerciale. În 1986, Ruska a primit Premiul Nobel pentru fizică pentru super-microscopul său.
De-a lungul anilor, microscopul electronic a fost supus continuu unor noi proiectări și îmbunătățiri tehnice, astfel încât microscopul electronic a devenit o parte indispensabilă a științei în prezent.
Forme, tipuri și tipuri
Cele mai importante tipuri de bază de microscopuri electronice includ microscopul electronic de scanare (SEM) și microscopul electronic de transmisie (TEM). Microscopul electronic de scanare scanează o rază subțire de electroni peste un obiect masiv. Electronii sau alte semnale care ies din obiect sau sunt împrăștiate înapoi pot fi detectate în mod sincron. Valoarea de intensitate a punctului de imagine pe care detectează fasciculul de electroni este determinată de curentul detectat.
De regulă, datele determinate pot fi afișate pe un ecran conectat. În acest fel, utilizatorul este capabil să urmărească structura imaginii în timp real. La scanarea cu fasciculele electronice, microscopul electronic este limitat la suprafața obiectului. Pentru vizualizare, instrumentul direcționează imaginile pe un ecran fluorescent. După realizarea fotografiilor, imaginile pot fi mărite până la 1: 200.000.
Atunci când utilizați un microscop electronic de transmisie realizat de Ernst Ruska, obiectul care trebuie examinat, care trebuie să fie subțire corespunzător, este iradiat de electroni. Grosimea corespunzătoare a obiectului variază între câțiva nanometri și câțiva micrometri, care depinde de numărul atomic al atomilor materialului obiectului, de rezoluția dorită și de nivelul tensiunii de accelerare. Cu cât tensiunea de accelerație este mai mică și numărul atomic este mai mare, cu atât obiectul trebuie să fie mai subțire. Imaginea microscopului electronic de transmisie este creată de electronii absorbiți.
Alte subtipuri ale microscopului electronic sunt microscopul cyroelectron (KEM), care este utilizat pentru a examina structuri proteice complexe și microscopul electronic de înaltă tensiune, care are un interval de accelerație foarte mare. Este folosit pentru a reprezenta obiecte mari.
Structura și funcționalitatea
Structura unui microscop electronic pare să aibă prea puțin în comun cu un microscop ușor. Există însă paralele. Pistolul cu electroni este situat în partea de sus. În cel mai simplu caz, poate fi un fir de wolfram. Acesta este încălzit și emite electroni. Fasciculul de electroni este focalizat de electromagneti care au o formă inelară. Electromagnetii sunt similari cu lentilele din microscopul ușor.
Faza fină de electroni este acum capabilă să bată electroni în mod independent din probă. Electronii sunt apoi captați din nou de un detector, din care poate fi generată o imagine. Dacă fasciculul de electroni nu se mișcă, se poate imagina doar un punct. Cu toate acestea, dacă o zonă este scanată, apare o schimbare. Fasciculul de electroni este deviat de electromagneti și ghidat linie cu linie peste obiectul care urmează să fie examinat. Această scanare permite o imagine mărită și cu rezoluție înaltă a obiectului.
Dacă examinatorul dorește să se apropie de obiect, trebuie doar să reducă zona din care este scanat fasciculul de electroni. Cu cât este mai mică zona de scanare, cu atât este mai afișat obiectul.
Primul microscop electronic construit a mărit obiectele pe care le-a examinat de 400 de ori. În zilele noastre, instrumentele pot chiar mări un obiect de 500.000 de ori.
Beneficii medicale și de sănătate
Microscopul electronic este una dintre cele mai importante invenții pentru medicină și domenii științifice precum biologia. Rezultatele fantasticului examen pot fi obținute cu instrumentul.
Deosebit de important pentru medicină a fost faptul că acum virușii ar putea fi, de asemenea, examinați cu un microscop electronic. Virusurile sunt de multe ori mai mici decât bacteriile, astfel încât nu pot fi afișate în detaliu cu un microscop ușor.
În interiorul unei celule nu poate fi explorat cu exactitate la microscopul luminos. Cu toate acestea, odată cu microscopul electronic, acest lucru sa schimbat. Astăzi, bolile periculoase, cum ar fi SIDA (HIV) sau rabbia, pot fi cercetate mult mai bine cu ajutorul microscopelor electronice.
Cu toate acestea, microscopul electronic are și unele dezavantaje. De exemplu, obiectele examinate pot fi afectate de fasciculul de electroni, deoarece se încălzește sau electronii rapide se ciocnesc cu atomi întregi. În plus, costurile de achiziție și întreținere ale unui microscop electronic sunt foarte mari. Din acest motiv, instrumentele sunt utilizate în principal de institutele de cercetare sau prestatorii de servicii private.
