Beth yw ystod arsylwi microsgop golau a microsgop electron
Strwythur y microsgop optegol Yn gyffredinol mae'r microsgop optegol yn cynnwys llwyfan, system goleuo cyddwysydd, lens gwrthrychol, sylladur a mecanwaith canolbwyntio. Defnyddir y llwyfan i ddal y gwrthrych i'w arsylwi. Gall y mecanwaith canolbwyntio gael ei yrru gan y bwlyn canolbwyntio i wneud i'r llwyfan symud i fyny ac i lawr ar gyfer addasiad bras ac addasiad manwl, fel y gellir canolbwyntio a delweddu'r gwrthrych a arsylwyd yn glir.
Gellir symud ei haen uchaf yn union a'i chylchdroi yn yr awyren lorweddol, ac mae'r rhan a arsylwir yn cael ei haddasu'n gyffredinol i ganol y maes golygfa. Mae'r system goleuo sbotolau yn cynnwys ffynhonnell golau a lens cyddwysydd. Swyddogaeth y lens cyddwysydd yw canolbwyntio mwy o egni golau i'r rhan a arsylwyd. Rhaid addasu nodweddion sbectrol y goleuwr i fand gweithio derbynnydd y microsgop.
Mae'r lens gwrthrychol wedi'i lleoli ger y gwrthrych a arsylwyd a dyma'r lens sy'n gwireddu'r chwyddhad lefel gyntaf. Mae nifer o lensys gwrthrychol gyda chwyddiadau gwahanol yn cael eu gosod ar y trawsnewidydd lens gwrthrychol ar yr un pryd, a gall y lens gwrthrychol gyda chwyddiadau gwahanol fynd i mewn i'r llwybr optegol sy'n gweithio trwy gylchdroi'r trawsnewidydd. Mae chwyddo'r lens gwrthrychol fel arfer 5 i 100 gwaith. Mae'r lens gwrthrychol yn elfen optegol sy'n chwarae rhan bendant yn ansawdd y ddelwedd yn y microsgop.
Amcanion achromatig a ddefnyddir yn gyffredin a all gywiro aberiad cromatig ar gyfer dau liw golau; amcanion apocromatig o ansawdd uwch sy'n gallu cywiro aberration cromatig ar gyfer tri lliw golau; yn gallu sicrhau bod awyren delwedd gyfan y lens gwrthrychol yn awyren, er mwyn gwella'r maes golygfa Amcanion maes gwastad gydag ansawdd delweddu ymylol. Defnyddir amcanion trochi hylif yn aml mewn lensys gwrthrychol pŵer uchel, hynny yw, mae'r mynegai plygiannol o 1 wedi'i lenwi rhwng wyneb isaf y lens gwrthrychol ac arwyneb uchaf y daflen sbesimen.
5 neu fwy, gall wella'n sylweddol y datrysiad arsylwi microsgopig. Mae'r sylladur yn lens sydd wedi'i lleoli ger y llygad dynol i gyflawni chwyddo ail lefel, ac mae chwyddo'r drych fel arfer 5 i 20 gwaith. Yn ôl maint y maes golygfa sydd i'w weld, gellir rhannu sylladuron yn sylladuron cyffredin gyda maes golygfa llai a sylladuron maes mawr (neu sylladuron ongl lydan) gyda maes golygfa fwy.
Rhaid i'r llwyfan a'r lens gwrthrychol allu symud yn gymharol ag echel optegol y lens gwrthrychol i gyflawni addasiad ffocws a chael delwedd glir. Wrth weithio gyda lens gwrthrychol chwyddo uchel, mae'r ystod ffocysu a ganiateir yn aml yn llai na micron, felly mae'n rhaid bod gan y microsgop fecanwaith micro-ffocws hynod fanwl gywir. Terfyn chwyddo microsgop yw'r chwyddo effeithiol, ac mae datrysiad y microsgop yn cyfeirio at y pellter lleiaf rhwng dau bwynt gwrthrych y gellir eu gwahaniaethu'n glir gan y microsgop.
Mae datrysiad a chwyddiad yn ddau gysyniad gwahanol ond cysylltiedig. Pan nad yw agorfa rifiadol y lens gwrthrychol a ddewiswyd yn ddigon mawr, hynny yw, nid yw'r datrysiad yn ddigon uchel, ni all y microsgop wahaniaethu rhwng strwythur dirwy'r gwrthrych. Ar yr adeg hon, hyd yn oed os yw'r chwyddhad yn cynyddu'n ormodol, dim ond delwedd gydag amlinelliad mawr ond manylion aneglur y gellir ei chael. , a elwir yn chwyddhad aneffeithiol.
Ar y llaw arall, os yw'r penderfyniad wedi bodloni'r gofynion ac nad yw'r chwyddo'n ddigonol, mae gan y microsgop y gallu i ddatrys, ond mae'r ddelwedd yn rhy fach i'w gweld yn glir gan y llygad dynol. Felly, er mwyn rhoi chwarae llawn i bŵer datrys y microsgop, dylai'r agorfa rifiadol gael ei gydweddu'n rhesymol â chwyddhad llwyr y microsgop. Mae gan y system goleuo cyddwys ddylanwad mawr ar berfformiad delweddu'r microsgop, ond mae hefyd yn ddolen sy'n hawdd ei hanwybyddu gan ddefnyddwyr.
Ei swyddogaeth yw darparu goleuo digonol ac unffurf o wyneb y gwrthrych. Dylai'r trawst o'r cyddwysydd allu llenwi ongl agorfa'r lens gwrthrychol, fel arall ni ellir defnyddio'r datrysiad uchaf y gall y lens gwrthrychol ei gyflawni yn llawn. At y diben hwn, darperir diaffram agorfa amrywiol i'r cyddwysydd sy'n debyg i'r un yn yr amcan ffotograffig, a gellir addasu maint yr agorfa i addasu'r agorfa trawst goleuo i gyd-fynd ag ongl agorfa'r amcan.
Trwy newid y dull goleuo, gallwch gael gwahanol ddulliau arsylwi megis pwyntiau gwrthrych tywyll ar gefndir llachar (a elwir yn oleuadau maes llachar) neu bwyntiau gwrthrych llachar ar gefndir tywyll (a elwir yn goleuo maes tywyll), er mwyn darganfod yn well mewn gwahanol sefyllfaoedd ac arsylwi ar y microstrwythur. Offeryn yw microsgop electron sy'n disodli pelydr golau a lens optegol gyda thrawst electron a lens electron yn unol ag egwyddor opteg electron, fel y gellir delweddu strwythur mân mater o dan chwyddo uchel iawn.
Mynegir pŵer datrys microsgop electron gan y pellter lleiaf rhwng dau bwynt cyfagos y gall eu datrys. Yn y 1970au, roedd cydraniad microsgopau electronau trawsyrru tua 0.3 nanometr (grym datrys y llygad dynol oedd tua 0.1 mm). Nawr mae'r chwyddo uchaf o ficrosgop electron yn fwy na 3 miliwn o weithiau, ac mae'r chwyddo uchaf o ficrosgop optegol tua 2000 o weithiau, felly gellir arsylwi'n uniongyrchol ar atomau rhai metelau trwm a'r dellt atomig wedi'i drefnu'n daclus mewn crisialau trwy ficrosgop electron.
Ym 1931, addasodd Knorr-Bremse a Ruska yn yr Almaen osgilosgop foltedd uchel gyda ffynhonnell electronau rhyddhau cathod oer a thair lens electron, a chael delwedd chwyddedig fwy na deg gwaith, a gadarnhaodd y posibilrwydd o chwyddo delweddu gan ficrosgop electron. . . Ym 1932, ar ôl gwelliant Ruska, cyrhaeddodd pŵer datrys y microsgop electron 50 nanometr, a oedd tua deg gwaith pŵer datrys y microsgop optegol ar y pryd, felly dechreuodd y microsgop electron ddenu sylw pobl.
Yn yr 194{4}}au, defnyddiodd Hill yn yr Unol Daleithiau astigmatydd i wneud iawn am anghymesuredd cylchdro'r lens electron, a wnaeth ddatblygiad newydd ym mhwer datrys y microsgop electron a chyrhaeddodd y lefel fodern yn raddol. Yn Tsieina, datblygwyd microsgop electron trawsyrru yn llwyddiannus ym 1958 gyda chydraniad o 3 nanometr, ac ym 1979 fe'i gwnaed gyda phenderfyniad o 0.
microsgop electron mawr 3 nm. Er bod pŵer datrys microsgopau electron yn llawer gwell na phŵer microsgopau optegol, mae'n anodd arsylwi organebau byw oherwydd mae angen i ficrosgopau electron weithio o dan amodau gwactod, a bydd arbelydru trawstiau electron hefyd yn achosi niwed ymbelydredd i samplau biolegol. Mae angen astudio materion eraill hefyd, megis gwella disgleirdeb y gwn electron ac ansawdd y lens electron.
Mae'r pŵer datrys yn ddangosydd pwysig o ficrosgopeg electron, sy'n gysylltiedig ag ongl côn digwyddiad a thonfedd y pelydr electron sy'n mynd trwy'r sampl. Mae tonfedd golau gweladwy tua 300 i 700 nanometr, tra bod tonfedd y pelydr electron yn gysylltiedig â'r foltedd cyflymu. Pan fo'r foltedd cyflymu yn 50-100 kV, mae tonfedd y pelydr electron tua 0.
0053 i 0.0037 nm. Gan fod tonfedd y trawst electron yn llawer llai na thonfedd y golau gweladwy, hyd yn oed os mai dim ond 1 y cant o ongl côn y trawst electron o ficrosgop optegol yw pŵer datrys microsgop electron, mae pŵer datrys microsgop electron yn dal i fod yn llawer gwell na hynny. o ficrosgop optegol. Mae'r microsgop electron yn cynnwys tair rhan: y tiwb lens, y system gwactod a'r cabinet cyflenwad pŵer.
Mae'r gasgen lens yn bennaf yn cynnwys gwn electron, lens electron, deiliad sampl, sgrin fflwroleuol a mecanwaith camera, sydd fel arfer yn cael eu hymgynnull i mewn i silindr o'r top i'r gwaelod; mae'r system gwactod yn cynnwys pwmp gwactod mecanyddol, pwmp tryledu a falf gwactod, ac ati. Mae'r biblinell nwy yn gysylltiedig â'r gasgen lens; mae'r cabinet cyflenwad pŵer yn cynnwys generadur foltedd uchel, sefydlogydd cerrynt cyffro ac amrywiol unedau addasu a rheoli.
Y lens electron yw'r rhan bwysicaf o'r gasgen microsgop electron. Mae'n defnyddio maes trydan gofodol neu faes magnetig sy'n gymesur ag echel y gasgen lens i blygu'r llwybr electron i'r echelin i ffurfio ffocws. Mae ei swyddogaeth yn debyg i swyddogaeth y lens convex gwydr i ganolbwyntio'r trawst, felly fe'i gelwir yn electron. lens. Mae'r rhan fwyaf o ficrosgopau electron modern yn defnyddio lensys electromagnetig, sy'n canolbwyntio'r electronau gan faes magnetig cryf a gynhyrchir gan gerrynt cyffroi DC sefydlog iawn trwy coil ag esgid polyn.
Mae'r gwn electron yn gydran sy'n cynnwys catod poeth ffilament twngsten, grid a catod. Gall allyrru a ffurfio pelydr electron â chyflymder unffurf, felly nid yw sefydlogrwydd y foltedd cyflymu yn llai na 1/10,000. Gellir rhannu microsgopau electron yn ficrosgopau electron trawsyrru, microsgopau electron sganio, microsgopau electron adlewyrchiad a microsgopau electronau allyriadau yn ôl eu strwythur a'u defnydd.
Defnyddir microsgopau electron trawsyrru yn aml i arsylwi ar y strwythurau deunydd mân hynny na ellir eu gwahaniaethu gan ficrosgopau cyffredin; defnyddir microsgopau electron sganio yn bennaf i arsylwi morffoleg arwynebau solet, a gellir eu cyfuno hefyd â diffractometers pelydr-X neu sbectromedrau ynni electronau i ffurfio electronau. Microprobau ar gyfer dadansoddi cyfansoddiad deunyddiau; Microsgopeg Allyriadau Electron ar gyfer astudio arwynebau electronau hunan-allyriad.
Mae'r microsgop electron taflunio wedi'i enwi ar ôl i'r pelydr electron dreiddio i'r sampl ac yna'n defnyddio'r lens electron i ddelweddu a chwyddo. Mae ei lwybr optegol yn debyg i lwybr microsgop optegol. Yn y microsgop electron hwn, mae cyferbyniad manylion delwedd yn cael ei greu trwy wasgaru'r pelydr electron gan atomau'r sampl. Rhannau teneuach neu lai trwchus o'r sampl, mae'r pelydr electron yn gwasgaru llai, felly mae mwy o electronau'n mynd trwy'r agorfa wrthrychol, yn cymryd rhan yn y delweddu, ac yn ymddangos yn fwy disglair yn y ddelwedd.
I'r gwrthwyneb, mae rhannau trwchus neu ddwysach o'r sampl yn ymddangos yn dywyllach yn y ddelwedd. Os yw'r sampl yn rhy drwchus neu'n rhy drwchus, bydd cyferbyniad y ddelwedd yn dirywio neu hyd yn oed yn cael ei niweidio neu ei ddinistrio trwy amsugno egni'r pelydr electron. Mae top y tiwb microsgop electron trawsyrru yn gwn electron. Mae'r electronau'n cael eu hallyrru gan y catod poeth ffilament twngsten ac yn mynd drwy'r cyddwysyddion cyntaf a'r ail i ganolbwyntio'r pelydryn electronau.
Ar ôl pasio drwy'r sampl, mae'r trawst electron yn cael ei ddelweddu ar y drych canolradd gan y lens gwrthrychol, ac yna'n cael ei chwyddo gam wrth gam trwy'r drych canolradd a'r drych taflunio, ac yna'n cael ei ddelweddu ar y sgrin fflwroleuol neu'r plât sych ffotograffig. Mae'r drych canolradd yn addasu'r cerrynt cyffro yn bennaf, a gellir newid y chwyddhad yn barhaus o ddegau o weithiau i gannoedd o filoedd o weithiau; trwy newid hyd ffocal y drych canolradd, gellir cael delweddau microsgop electron a delweddau diffreithiant electronau ar rannau bach o'r un sampl. .
Er mwyn astudio samplau tafelli metel mwy trwchus, mae Labordy Opteg Electron Dulos Ffrengig wedi datblygu microsgop electron foltedd uwch-uchel gyda foltedd cyflymu o 3500 kV. Nid yw pelydr electron microsgop electron sganio yn mynd trwy'r sampl, ond dim ond yn sganio ac yn cyffroi electronau eilaidd ar wyneb y sampl. Mae grisial pefriol a osodir wrth ymyl y sampl yn derbyn yr electronau eilaidd hyn ac yn modiwleiddio dwyster pelydr electron y tiwb llun ar ôl ymhelaethu, a thrwy hynny newid y disgleirdeb ar sgrin y tiwb llun.
Mae iau gwyro'r tiwb llun yn parhau i sganio'n gydamserol â'r trawst electron ar wyneb y sampl, fel bod sgrin fflwroleuol y tiwb llun yn dangos delwedd topograffig yr arwyneb sampl, sy'n debyg i egwyddor weithredol teledu diwydiannol. Mae datrysiad microsgop electron sganio yn cael ei bennu'n bennaf gan ddiamedr y trawst electron ar wyneb y sampl.
Y chwyddhad yw cymhareb yr osgled sganio ar y tiwb llun i'r osgled sganio ar y sampl, y gellir ei newid yn barhaus o ddegau o weithiau i gannoedd o filoedd o weithiau. Nid oes angen samplau tenau iawn i sganio microsgop electron; mae gan y ddelwedd effaith tri dimensiwn cryf; gall ddadansoddi cyfansoddiad mater gan ddefnyddio gwybodaeth megis electronau eilaidd, electronau wedi'u hamsugno a phelydrau-X a gynhyrchir gan ryngweithiad trawstiau electronau â mater.
Mae gwn electron a chyddwysydd y microsgop electron sganio yn fras yr un fath â rhai'r microsgop electron trawsyrru, ond er mwyn gwneud y trawst electron yn deneuach, ychwanegir lens gwrthrychol ac astigmatedd o dan y lens cyddwysydd, a dwy set o gyddwysydd. gosodir sganio perpendicwlar hefyd y tu mewn i'r lens gwrthrychol. coil. Mae'r siambr sampl o dan y lens gwrthrychol yn gartref i'r cam samplu y gellir ei symud, ei gylchdroi a'i ogwyddo.
