Atom mikroskobu Optik Mikroskop Görüntüleme Prensibinin Benzerlikleri ve Farklılıkları
Elektron optiği kavramına dayanan bir elektron mikroskobu, ışık ışınları ve optik merceklerin aksine elektron ışınları ve elektron mercekleri kullanarak maddelerin karmaşık ayrıntılarını son derece yüksek büyütmelerde görselleştiren bir cihazdır.
Bir elektron mikroskobunun iki komşu nokta arasında köprü kurabileceği en kısa mesafe, onun çözme gücünü tanımlamak için kullanılır. 1970lerde transmisyon elektron mikroskoplarının çözünürlüğü kabaca 0,3 nanometreydi (insan gözünün çözme gücü yaklaşık 0,1 milimetredir). Artık elektron mikroskobunun maksimum büyütmesi, optik mikroskobun yalnızca yaklaşık 2000 katı olan maksimum büyütmesine kıyasla 3 milyon katı aştığı için, elektron mikroskobu kullanarak bazı ağır metallerin atomlarını ve kristallerdeki düzenli atomik kafesleri doğrudan gözlemlemek mümkündür.
Alman bilim adamları Knorr-Bremse ve Ruska, 1931'de yüksek voltajlı bir osiloskopu soğuk katot deşarjlı elektron kaynağı ve üç elektron merceğiyle modifiye ettiklerinde, on kattan fazla büyütülmüş bir görüntü elde edebildiler ve büyütülmüş görüntülemenin uygulanabilirliğini doğruladılar. bir elektron mikroskobu kullanarak. Ruska'nın ilerlemelerinden sonra, elektron mikroskobunun çözme gücü 1932'de 50 nanometreye ulaştı, bu o zamanki optik mikroskobun yaklaşık 10 katıydı. Sonuç olarak, insanlar elektron mikroskobuna daha fazla dikkat etmeye başladılar.
Elektron merceğinin dönme asimetrisini düzeltmek için, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Hill, 1940lerde bir astigmatizör kullandı. Bu yenilik, elektron mikroskobunun çözme gücünün ilerlemesine ve sonunda bugünkü düzeyine ulaşmasına yardımcı oldu. 1958'de Çin'de 3 nanometre çözünürlüğe sahip bir transmisyon elektron mikroskobu başarıyla oluşturuldu ve 1979'da burada 0,3 nanometre çözünürlüğe sahip büyük bir elektron mikroskobu üretildi.
Elektron mikroskobunun çözme gücü optik mikroskoba göre çok daha fazla olmasına rağmen, canlıları gözlemlemek zordur çünkü elektron mikroskobu boşlukta çalışmak zorundadır ve elektron demetinin ışınlaması biyolojik örneklerde radyasyon hasarına neden olur. Diğer şeylerin yanı sıra elektron topunun parlaklığının ve elektron merceğinin kalibresinin nasıl geliştirileceği de daha fazla araştırılmalıdır.
Elektron mikroskobunun temel bir ölçüsü, gelen koni açısına ve elektron ışınının malzemeden geçerken dalga boyuna bağlı olan çözme gücüdür. Elektron ışınlarının dalga boyu hızlanan voltajla ilişkiliyken, görünür ışığın dalga boyu 300 ila 700 nanometre arasında değişir. Hızlanma voltajı 50–100 kV olduğunda elektron ışını dalga boyu kabaca 0,0053–0,0037 nanometredir. Elektron ışınının koni açısı optik mikroskobun sadece yüzde 1'i olsa bile, elektron ışınının dalga boyu dalga boyundan çok daha kısa olduğu için elektron mikroskobunun çözme gücü yine de optik mikroskobunkinden önemli ölçüde daha yüksektir. görünür ışığın
