X'inhi l-firxa ta 'osservazzjoni ta' mikroskopju ottiku u mikroskopju elettroniku
Il-kompożizzjoni u l-istruttura ta 'mikroskopju ottiku Mikroskopju ottiku ġeneralment jikkonsisti fi stadju, sistema ta' dawl spotlight, lenti oġġettiva, eyepiece, u mekkaniżmu li jiffoka. L-istadju jintuża biex iżomm l-oġġett li jrid jiġi osservat. Il-mekkaniżmu li jiffoka jista 'jiġi misjuq mill-pum li jiffoka biex l-istadju jimxi 'l fuq u' l isfel għal aġġustament mhux maħdum u aġġustament fin, sabiex l-oġġett osservat ikun jista 'jiġi ffukat u immaġni ċar.
Is-saff ta 'fuq tiegħu jista' jiċċaqlaq u jdur b'mod preċiż fil-pjan orizzontali, u ġeneralment jaġġusta l-parti osservata għaċ-ċentru tal-kamp viżiv. Is-sistema tad-dawl fuq il-post hija magħmula minn sors tad-dawl u kondensatur. Il-funzjoni tal-kondensatur hija li tikkonċentra aktar enerġija ħafifa għall-parti osservata. Il-karatteristiċi spettrali tal-lampa li ddawwal għandhom ikunu kompatibbli mal-faxxa tax-xogħol tar-riċevitur tal-mikroskopju.
Il-lenti oġġettiva tinsab ħdejn l-oġġett li jrid jiġi osservat, u hija l-lenti li tirrealizza l-ewwel livell ta 'ingrandiment. Diversi lentijiet oġġettivi b'ingrandimenti differenti huma installati fuq il-konvertitur tal-lenti oġġettiva fl-istess ħin, u l-lentijiet oġġettivi b'ingrandimenti differenti jistgħu jidħlu fil-mogħdija ottika tax-xogħol billi jduru l-konvertitur. L-ingrandiment tal-lenti oġġettiva huwa ġeneralment 5 sa 100 darba. Il-lenti oġġettiva hija l-element ottiku li għandu rwol deċiżiv fil-kwalità tal-immaġni fil-mikroskopju.
Użati komunement huma lentijiet oġġettivi akromatiċi li jistgħu jikkoreġu aberrazzjoni kromatika għal żewġ kuluri ta 'dawl; lentijiet oġġettivi apokromatiċi ta 'kwalità ogħla li jistgħu jikkoreġu aberrazzjoni kromatika għal tliet tipi ta' dawl tal-kulur; jista 'jiżgura li l-pjan kollu tal-immaġni tal-lenti tal-objettiv huwa ċatt biex itejjeb il-kamp ta' viżjoni Għanijiet tal-kamp ċatt b'kwalità ta 'immaġni marġinali. L-għanijiet ta 'immersjoni likwidu ħafna drabi jintużaw f'għanijiet ta' ingrandiment għoli, jiġifieri, l-indiċi refrattiv huwa 1 bejn il-wiċċ t'isfel tal-lenti oġġettiva u l-wiċċ ta 'fuq tal-folja tal-kampjun.
5 likwidu, jista 'jtejjeb b'mod sinifikanti r-riżoluzzjoni ta' osservazzjoni mikroskopika. L-eyepiece hija lenti li tinsab ħdejn l-għajn tal-bniedem biex tikseb it-tieni livell ta 'ingrandiment, u l-ingrandiment tal-lenti huwa ġeneralment 5 sa 20 darba. Skond id-daqs tal-kamp viżiv li jista 'jidher, eyepieces jistgħu jinqasmu f'żewġ tipi: eyepieces ordinarji b'kamp viżiv iżgħar u eyepieces ta' kamp kbir (jew eyepieces b'angolu wiesa ') b'kamp viżiv akbar.
Kemm l-istadju kif ukoll il-lenti oġġettiva għandhom ikunu jistgħu jimxu relattivi ma 'xulxin tul l-assi ottiku tal-lenti oġġettiva biex jiksbu aġġustament tal-fokus u jiksbu immaġni ċara. Meta taħdem b'lenti oġġettiva ta 'ingrandiment għoli, il-firxa ta' fokus permissibbli ħafna drabi tkun iżgħar minn mikroni, għalhekk il-mikroskopju għandu jkollu mekkaniżmu ta 'mikro-fokus preċiż ħafna. Il-limitu tal-ingrandiment tal-mikroskopju huwa l-ingrandiment effettiv, u r-riżoluzzjoni tal-mikroskopju tirreferi għad-distanza minima bejn żewġ punti tal-oġġett li jistgħu jiġu distinti b'mod ċar mill-mikroskopju.
Ir-riżoluzzjoni u l-ingrandiment huma żewġ kunċetti differenti iżda relatati. Meta l-apertura numerika tal-lenti oġġettiva magħżula ma tkunx kbira biżżejjed, jiġifieri, ir-riżoluzzjoni mhix għolja biżżejjed, il-mikroskopju ma jistax jiddistingwi l-istruttura fina tal-oġġett. F'dan iż-żmien, anki jekk l-ingrandiment jiżdied b'mod eċċessiv, l-immaġni miksuba tista 'tkun biss immaġni b'kontorn kbir iżda dettalji mhux ċari. , imsejjaħ l-ingrandiment invalidu.
Bil-maqlub, jekk ir-riżoluzzjoni tissodisfa r-rekwiżiti iżda l-ingrandiment ma jkunx biżżejjed, il-mikroskopju għandu l-abbiltà li jsolvi, iżda l-immaġni għadha żgħira wisq biex tidher b'mod ċar mill-għajnejn tal-bniedem. Għalhekk, sabiex tagħti rwol sħiħ lill-qawwa ta 'riżoluzzjoni tal-mikroskopju, l-apertura numerika għandha tkun imqabbla b'mod raġonevoli mal-ingrandiment totali tal-mikroskopju. Is-sistema tad-dawl tal-attenzjoni għandha impatt kbir fuq il-prestazzjoni tal-immaġini tal-mikroskopju, iżda hija rabta li faċilment tiġi injorata mill-utenti.
Il-funzjoni tiegħu hija li tipprovdi illuminazzjoni suffiċjenti u uniformi tal-wiċċ tal-oġġett. Ir-raġġ tad-dawl mibgħut mill-kondensatur għandu jiżgura li jimla l-angolu tal-apertura tal-lenti oġġettiva, inkella l-ogħla riżoluzzjoni li tista 'tikseb il-lenti oġġettiva ma tistax tiġi utilizzata bis-sħiħ. Għal dan il-għan, il-kondensatur huwa mgħammar b'dijaframma ta 'apertura varjabbli simili għal dik fil-lenti tal-objettiv fotografiku, li tista' taġġusta d-daqs tal-apertura, u tintuża biex taġġusta l-apertura tar-raġġ tal-illuminazzjoni biex taqbel mal-angolu tal-apertura tal-għan. lenti.
Billi jinbidel il-metodu tad-dawl, jistgħu jinkisbu metodi ta 'osservazzjoni differenti bħal punti ta' oġġett skur fuq sfond qawwi (imsejħa illuminazzjoni ta 'kamp qawwi) jew punti ta' oġġett qawwi fuq sfond skur (imsejħa illuminazzjoni ta 'kamp skur), sabiex jiskopru u josservaw aħjar il- mikrostruttura. Mikroskopju elettroniku huwa strument li juża raġġi tal-elettroni u lentijiet tal-elettroni minflok raġġi tad-dawl u lentijiet ottiċi biex jagħti immaġni tal-istrutturi fini tas-sustanzi f'ingrandimenti għoljin ħafna bbażati fuq il-prinċipju tal-ottika tal-elettroni.
Il-qawwa ta 'riżoluzzjoni ta' mikroskopju elettroniku hija rappreżentata mid-distanza minima bejn żewġ punti ħdejn xulxin li tista 'ssolvi. Fis-snin 1970s, ir-riżoluzzjoni tal-mikroskopju elettroniku tat-trażmissjoni kienet ta 'madwar 0.3 nanometri (il-qawwa ta' riżoluzzjoni tal-għajn umana kienet ta 'madwar 0.1 mm). Issa l-ingrandiment massimu tal-mikroskopju elettroniku jaqbeż it-3 miljun darba, filwaqt li l-ingrandiment massimu tal-mikroskopju ottiku huwa ta 'madwar 2000 darba, għalhekk l-atomi ta' xi metalli tqal u l-kannizzati atomiċi rranġati pulit fil-kristall jistgħu jiġu osservati direttament permezz tal-mikroskopju elettroniku .
Fl-1931, Knorr-Bremse u Ruska tal-Ġermanja armaw mill-ġdid oxxilloskopju ta 'vultaġġ għoli b'sors ta' elettron ta 'skarika ta' katodu kiesaħ u tliet lentijiet ta 'elettroni, u kisbu immaġni eżaltata aktar minn għaxar darbiet, li kkonfermat il-possibbiltà ta' immaġni eżaltata bil-mikroskopju elettroniku. Fl-1932, wara t-titjib ta 'Ruska, il-qawwa tar-riżoluzzjoni tal-mikroskopju elettroniku laħqet 50 nanometru, madwar għaxar darbiet il-qawwa tar-riżoluzzjoni tal-mikroskopju ottiku f'dak iż-żmien, għalhekk il-mikroskopju elettroniku beda jirċievi l-attenzjoni tan-nies.
Fl-1940s, Hill fl-Istati Uniti uża astigmatizer biex jikkumpensa l-assimetrija rotazzjonali tal-lenti tal-elettroni, li għamlet avvanz ġdid fil-qawwa tar-riżoluzzjoni tal-mikroskopju elettroniku u gradwalment laħqet il-livell modern. Fiċ-Ċina, mikroskopju elettroniku ta 'trasmissjoni ġie żviluppat b'suċċess fl-1958 b'riżoluzzjoni ta' 3 nanometri, u fl-1979 ġie manifatturat b'riżoluzzjoni ta '0.
Mikroskopju elettroniku kbir 3nm. Għalkemm il-qawwa tar-riżoluzzjoni tal-mikroskopju elettroniku hija ferm aħjar minn dik tal-mikroskopju ottiku, huwa diffiċli li jiġu osservati organiżmi ħajjin minħabba li l-mikroskopju elettroniku jeħtieġ li jaħdem taħt kundizzjonijiet tal-vakwu, u l-irradjazzjoni tar-raġġ tal-elettroni tikkawża wkoll li l-kampjuni bijoloġiċi tiġi mħassra bir-radjazzjoni. Kwistjonijiet oħra, bħat-titjib tal-luminożità tal-kanun tal-elettroni u l-kwalità tal-lenti tal-elettroni, jeħtieġu wkoll li jiġu studjati aktar.
Il-qawwa tar-riżoluzzjoni hija indikatur importanti tal-mikroskopija elettronika, li hija relatata mal-angolu tal-kon inċidentali u t-tul tal-mewġ tar-raġġ tal-elettroni li jgħaddi mill-kampjun. Il-wavelength tad-dawl viżibbli huwa madwar {{0}} nanometri, filwaqt li l-wavelength tar-raġġi tal-elettroni huwa relatat mal-vultaġġ li jaċċellera. Meta l-vultaġġ li jaċċellera huwa 50-100 kV, il-wavelength tar-raġġ tal-elettroni huwa ta 'madwar 0.
0053 sa 0.0037 nm. Peress li l-wavelength tar-raġġ tal-elettroni huwa ħafna iżgħar mill-wavelength tad-dawl viżibbli, anke jekk l-angolu tal-koni tar-raġġ tal-elettroni huwa biss 1 fil-mija ta 'dak tal-mikroskopju ottiku, il-qawwa ta' riżoluzzjoni tal-mikroskopju elettroniku għadha ferm superjuri għal dik tal-mikroskopju ottiku. Il-mikroskopju elettroniku jikkonsisti fi tliet partijiet: barmil tal-lenti, sistema tal-vakwu u kabinett tal-provvista tal-enerġija.
Il-kanna tal-lenti prinċipalment tinkludi pistoli elettroni, lentijiet elettroni, detenturi ta 'kampjuni, skrins fluworexxenti, u mekkaniżmi tal-kamera. Dawn il-komponenti huma ġeneralment immuntati f'kolonna minn fuq għal isfel; is-sistema tal-vakwu hija magħmula minn pompi tal-vakwu mekkaniċi, pompi tad-diffużjoni, u valvi tal-vakwu. Il-pipeline tal-gass huwa konness mal-kanna tal-lenti; il-kabinett tal-enerġija huwa magħmul minn ġeneratur ta 'vultaġġ għoli, stabilizzatur tal-kurrent ta' eċċitazzjoni u diversi unitajiet ta 'kontroll ta' aġġustament.
Il-lenti tal-elettron hija l-aktar parti importanti tal-kanna tal-lenti tal-mikroskopju elettroniku. Juża kamp elettriku spazjali jew kamp manjetiku simetriku għall-assi tal-kanna tal-lenti biex tgħawweġ il-binarju tal-elettroni mal-assi biex tifforma fokus. Il-funzjoni tiegħu hija simili għal dik ta 'lenti konvessa tal-ħġieġ biex tiffoka r-raġġ, għalhekk tissejjaħ elettron. lenti. Il-biċċa l-kbira tal-mikroskopji elettroniċi moderni jużaw lentijiet elettromanjetiċi, li jiffokaw l-elettroni permezz ta 'kamp manjetiku qawwi ġġenerat minn kurrent ta' eċċitazzjoni DC stabbli ħafna li jgħaddi minn kolja bi żraben tal-arbli.
Il-kanun tal-elettroni huwa komponent li jikkonsisti minn katodu sħun tal-filament tat-tungstenu, grilja u katodu. Jista 'jagħti u jifforma raġġ ta' elettroni b'veloċità uniformi, għalhekk l-istabbiltà tal-vultaġġ ta 'aċċellerazzjoni hija meħtieġa li tkun mhux inqas minn għaxar elf. Mikroskopji elettroniċi jistgħu jinqasmu f'mikroskopji elettroniċi ta 'trażmissjoni, mikroskopji elettroniċi ta' skannjar, mikroskopji elettroniċi ta 'rifless, u mikroskopji elettroniċi ta' emissjoni skond l-istrutturi u l-użi tagħhom.
Mikroskopji elettroniċi ta 'trażmissjoni spiss jintużaw biex josservaw l-istrutturi ta' materjal fini li ma jistgħux jiġu solvuti minn mikroskopji ordinarji; mikroskopji elettroniċi tal-iskannjar jintużaw prinċipalment biex josservaw il-morfoloġija ta 'uċuħ solidi, u jistgħu wkoll jiġu kkombinati ma' diffrattometers tar-raġġi X jew spettrometri tal-enerġija tal-elettroni biex jiffurmaw Mikrosondi elettroniċi għall-analiżi tal-kompożizzjoni tal-materjal; mikroskopija elettronika ta 'emissjoni għall-istudju ta' uċuħ ta 'elettroni li jarmu lilhom infushom.
Il-mikroskopju elettroniku tat-trażmissjoni huwa msemmi wara li r-raġġ tal-elettroni jippenetra l-kampjun u mbagħad ikabbar l-immaġni bil-lenti tal-elettroni. It-triq ottika tagħha hija simili għal dik ta 'mikroskopju ottiku. F'dan it-tip ta 'mikroskopju elettroniku, il-kuntrast fid-dettall tal-immaġini jinħoloq bit-tifrix tar-raġġ tal-elettroni mill-atomi tal-kampjun. Il-parti irqaq jew ta 'densità aktar baxxa tal-kampjun għandha inqas tifrix tar-raġġ ta' elettroni, sabiex aktar elettroni jgħaddu mid-dijaframma oġġettiva u jipparteċipaw fl-immaġini, u jidhru isbaħ fl-immaġni.
Bil-maqlub, partijiet eħxen jew aktar densi tal-kampjun jidhru jiskuraw fl-immaġini. Jekk il-kampjun ikun oħxon wisq jew dens wisq, il-kuntrast tal-immaġni se jiddeterjora, jew saħansitra jiġi mħassra jew meqrud billi jassorbi l-enerġija tar-raġġ tal-elettroni. Il-quċċata tal-kanna tal-lenti tal-mikroskopju elettroniku tat-trażmissjoni hija pistola tal-elettroni. L-elettroni huma emessi mill-katodu sħun tat-tungstenu, u r-raġġi ta 'l-elettroni huma ffukati mill-ewwel u t-tieni kondensaturi.
Wara li jgħaddi mill-kampjun, ir-raġġ ta 'l-elettroni jiġi immaġni fuq il-mera intermedja mill-lenti oġġettiva, u mbagħad imkabbar pass pass permezz tal-mera intermedja u l-mera tal-projezzjoni, u mbagħad immaġni fuq l-iskrin fluworexxenti jew il-pjanċa fotokoerenti. L-ingrandiment tal-mera intermedja jista 'jinbidel kontinwament minn għexieren ta' drabi għal mijiet ta 'eluf ta' drabi prinċipalment permezz tal-aġġustament tal-kurrent ta 'eċċitazzjoni; billi tinbidel it-tul fokali tal-mera intermedja, immaġini mikroskopiċi elettroniċi u stampi ta 'diffrazzjoni ta' elettroni jistgħu jinkisbu fuq il-partijiet ċkejkna tal-istess kampjun.
Sabiex jiġu studjati kampjuni eħxen ta 'slice tal-metall, il-Laboratorju tal-Ottiċi Elettroniċi Franċiż Dulos żviluppa mikroskopju elettroniku ta' vultaġġ ultra-għoli b'vultaġġ ta 'aċċellerazzjoni ta' 3500 kV. Ir-raġġ tal-elettroni tal-mikroskopju tal-elettroni tal-iskannjar ma jgħaddix mill-kampjun, iżda biss jiskenja u jħeġġeġ elettroni sekondarji fuq il-wiċċ tal-kampjun. Il-kristall ta 'tpetpet imqiegħed ħdejn il-kampjun jirċievi dawn l-elettroni sekondarji, jamplifika u jimmodula l-intensità tar-raġġ ta' l-elettroni tat-tubu ta 'l-istampa, u b'hekk ibiddel il-luminożità fuq l-iskrin tat-tubu ta' l-istampa.
Il-coil tad-deflessjoni tat-tubu ta 'l-istampa jżomm skanjar sinkroniku mar-raġġ ta' l-elettroni fuq il-wiċċ tal-kampjun, sabiex l-iskrin fluworexxenti tat-tubu ta 'l-istampa juri l-immaġni topografika tal-wiċċ tal-kampjun, li hija simili għall-prinċipju tax-xogħol ta' TV industrijali . Ir-riżoluzzjoni ta 'mikroskopju elettroniku tal-iskannjar hija ddeterminata prinċipalment mid-dijametru tar-raġġ tal-elettroni fuq il-wiċċ tal-kampjun.
L-ingrandiment huwa l-proporzjon tal-amplitudni tal-iskannjar fuq it-tubu tal-istampa mal-amplitudni tal-iskannjar fuq il-kampjun, li jista 'jinbidel kontinwament minn għexieren ta' drabi għal mijiet ta 'eluf ta' drabi. Il-mikroskopju elettroniku tal-iskannjar ma jeħtieġx kampjun irqiq ħafna; l-immaġni għandha effett tridimensjonali qawwi; jista 'juża informazzjoni bħal elettroni sekondarji, elettroni assorbiti, u raġġi-X ġġenerati mill-interazzjoni bejn ir-raġġ ta' elettroni u s-sustanza biex tanalizza l-kompożizzjoni tas-sustanza.
Il-kanun tal-elettroni u l-lenti tal-kondensatur ta 'mikroskopju elettroniku tal-iskannjar huma bejn wieħed u ieħor l-istess bħal dawk ta' mikroskopju tal-elettroni tat-trażmissjoni, iżda sabiex ir-raġġ tal-elettroni jsir irqaq, lenti oġġettiva u astigmatizzatur huma miżjuda taħt il-lenti tal-kondensatur, u żewġ settijiet ta ' travi ta 'skanjar reċiprokament perpendikolari huma installati ġewwa l-lenti oġġettiva. coil. Il-kamra tal-kampjun taħt il-lenti oġġettiva hija mgħammra bi stadju tal-kampjun li jista 'jiċċaqlaq, idur u jmejjel.
