Mail.ruПочтаМой МирОдноклассникиВКонтактеИгрыЗнакомстваНовостиПоискОблакоComboВсе проекты

Каков принцип работы электронного микроскопа?

BossaNova Гуру (4578), закрыт 13 лет назад
Лучший ответ
Татьяна Иванова Гений (56625) 13 лет назад
Главное в световом микроскопе - увеличительные стекла, а разрешающая способность (т. е. минимальное расстояние между 2 точками, позволяющее видеть их раздельно) ограничена длиной световой волны. Длина же волны, испускаемой электроном, на несколько порядков меньше. Поэтому и разрешающая способность электронного микроскопа, у которого источник света заменен электронной пушкой, а световые лучи - пучком электронов, - намного выше, чем у светового, а следовательно, и увеличение можно сделать больше, и при этом не теряется четкость изображения. Направляют пучок электронов электромагниты (вместо зеркала в световом микроскопе) . И еще одно преимущество - можно делать электронные микрофотографии.
Единственный недостаток - громоздкость и дороговизна. Но зато с помощью электронного микроскопа было сделано множество важных открытий (открыты, например, ультратонкое строение органоидов клетки, структура ДНК и т. п.).
Остальные ответы
Z00M Профи (744) 13 лет назад
думаю такиеже как у цифрового зума!
*@ Екатерина @ * Гений (86333) 13 лет назад
1. Физические основы электронной оптики:
Используя источники свободных электронов и различные типы линз, фокусирующих или дефокусирующих пучки электронов, сконструировано большое число аналогов оптических устройств. Физические основы электронно-оптических приборов были заложены почти за сто лет до создания электронного микроскопа ирландским математиком У.Р. Гамильтоном, установившим существование аналогии между прохождением световых лучей в оптически неоднородных средах и траекториями частиц в силовых полях. Перспективность применения электронной оптики стала ясна после выдвижения в 1924 г. гипотезы о волнах де Бройля. Благодаря чрезвычайно малой длине волны электронов, предел разрешения, характеризующий способность прибора отобразить раздельно мелкие, максимально близко расположенные детали объекта, у электронного микроскопа составляет 2-3 Å (1Å=10^-10м). Это в несколько тысяч раз меньше, чем для оптического микроскопа. Первое изображение объекта, сформированное пучками электронов, было получено в 1931 г. немецкими учеными М. Кноллем и Э.Руска.
Необходимым условием перемещения электронов в виде пучка на большое расстояние является создание на их пути вакуума, поскольку в этом случае средняя длина свободного пробега электронов между столкновениями с газовыми молекулами будет значительно превышать расстояние, на которое они должны перемещаться. Для этих целей достаточно поддерживать в рабочей камере вакуум приблизительно 10^-4 Па. Источником электронов служит металл (обычно вольфрам), из которого после его нагревания в результате термоэлектронной эмиссии испускаются электроны. С помощью электрического поля поток электронов можно ускорять и замедлять, а также отклонять в любых направлениях, используя электрические и магнитные поля.
Исторически первым был изготовлен просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ), в котором электроны, после прохождения через объект, попадают на электронную линзу, которая формирует увеличенное изображение объекта. Оптическая схема ПЭМ полностью эквивалентна соответствующей схеме оптического микроскопа, в котором световой луч заменяется электронным лучом, а оптические линзы или системы линз заменяются электронными линзами или системами электронных линз. Достоинством ПЭМ является большая разрешающая способность. Основной недостаток связан с тем, что объект исследования должен быть очень тонким (обычно тоньше, чем 0.1 мкм). Кроме того, в ПЭМ используют электроны большей энергии. В зависимости от исследуемого материала электроны ускоряют до кинетической энергии в диапазоне от нескольких кэВ до нескольких МэВ. Это приводит к нагреву образца вплоть до разрушения и испарения.

Более простым и универсальным для практического применения является сканирующий и растровый электронный микроскоп. РЭМ предназначен для исследования массивных объектов с разрешением, существенно более низким, чем у ПЭМ, - от 50 до 200 А. В растровом электронном микроскопе хорошо сфокусированный электронный пучок (зонд) развертывают с помощью магнитной или электростатической отклоняющей системы по заданной площади на объекте исследования. При взаимодействии электронов пучка с объектом возникает несколько видов излучений – вторичные и отраженные электроны; электроны, прошедшие через объект (если он тонкий); рентгеновское излучение. Любое из этих излучений может регистрироваться соответствующим детектором, преобразующим излучение в электрические сигналы, которые после усиления модулируют пучок электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Развертка пучка ЭЛТ производится синхронно с разверткой электронного зонда в РЭМ. Изображение объекта в соответствующем излучении наблюдается на экране ЭЛТ. Увеличение микроскопа определяется отношением размеров областей сканирования в РЭМ и ЭЛТ.Более подробно посмотрите http://www.sibsauktf.ru/courses/vpe%2Dte/metod/lab3.htm
Принцип действия

Электронный луч в виде тонкого пучка электронов (диаметр пучка £ 10 нм) обегает (сканирует
*@ Екатерина @ *Гений (86333) 13 лет назад
Электронный луч в виде тонкого пучка электронов (диаметр пучка £ 10 нм) обегает (сканирует) образец по строчкам точку за точкой и синхронно передает сигнал на кинескоп. При попадании электронного луча в какую-либо точку образца происходит выбивание из его материала вторичных электронов и отраженных электронов.

Электронный зонд представляет собой тонкий пучок электронов приблизительно цилиндрической формы, при воздействии его на образец возбуждаются одинаково малые пятна электронного возбуждения. Этим объясняется хорошая глубина резкости изображения при растровой электронной микроскопии.
*@ Екатерина @ *Гений (86333) 13 лет назад
Излученные образцом электроны вызывают в сцинтилляторе световые вспышки (фотоны). Быстрые упруго рассеянные (отраженные) электроны с высокой энергией без значительного подвода энергии попадает в сцинтиллятор; вторичные электроны с низкой энергией при движении к сцинтиллятору получают ускорение в результате приложения электрического поля. Световые лучи покидают вакуумную камеру через световод и в примыкающем к нему фотоумножителе превращаются в световые импульсы. Посредством последних, объект как будто освещается сцинтиллятором, установленным на боковой стороне объекта, а наблюдение ведется со стороны направления первичного электронного луча.
Похожие вопросы