Beth yw ystod arsylwi microsgop optegol a microsgop electron
Cyfansoddiad a strwythur microsgop optegol Yn gyffredinol, mae microsgop optegol yn cynnwys llwyfan, system goleuo sbotolau, 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.
Gall ei haen uchaf symud a chylchdroi yn union yn y plân llorweddol, ac yn gyffredinol addasu'r rhan a arsylwyd i ganol y maes golygfa. Mae'r system goleuo sbot yn cynnwys ffynhonnell golau a chyddwysydd. Swyddogaeth y cyddwysydd yw canolbwyntio mwy o egni ysgafn i'r rhan a arsylwyd. Rhaid i nodweddion sbectrol y lamp goleuo fod yn gydnaws â band gweithio'r derbynnydd microsgop.
Mae'r lens gwrthrychol wedi'i lleoli ger y gwrthrych i'w arsylwi, a'r lens sy'n gwireddu'r lefel chwyddo 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 lensys gwrthrychol â chwyddiadau gwahanol fynd i mewn i'r llwybr optegol gweithredol trwy gylchdroi'r trawsnewidydd. Mae chwyddo'r lens gwrthrychol fel arfer 5 i 100 gwaith. Y lens gwrthrychol yw'r elfen optegol sy'n chwarae rhan bendant yn ansawdd y ddelwedd yn y microsgop.
Mae lensys gwrthrychol achromatig sy'n gallu cywiro aberration cromatig ar gyfer dau liw o olau yn cael eu defnyddio'n gyffredin; lensys gwrthrychol apocromatig o ansawdd uwch sy'n gallu cywiro aberration cromatig ar gyfer tri math o olau lliw; yn gallu sicrhau bod yr awyren delwedd gyfan o'r lens gwrthrychol yn wastad i wella'r maes golygfa Amcanion maes gwastad gydag ansawdd delwedd ymylol. Defnyddir amcanion trochi hylif yn aml mewn amcanion chwyddo uchel, hynny yw, mae'r mynegai plygiannol yn 1 rhwng wyneb isaf y lens gwrthrychol ac arwyneb uchaf y daflen sbesimen.
5 hylif, gall wella'n sylweddol y datrysiad arsylwi microsgopig. Mae'r sylladur yn lens sydd wedi'i lleoli ger y llygad dynol i gyflawni'r ail lefel o chwyddo, ac mae chwyddo'r lens fel arfer 5 i 20 gwaith. Yn ôl maint y maes golygfa sydd i'w weld, gellir rhannu sylladuron yn ddau fath: 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 â'i gilydd ar hyd echelin 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 micronau, felly mae'n rhaid bod gan y microsgop fecanwaith micro-ffocws manwl iawn. Terfyn chwyddo'r 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 gall y ddelwedd a geir fod. , a elwir yn chwyddhad annilys.
I'r gwrthwyneb, os yw'r penderfyniad yn bodloni'r gofynion ond nad yw'r chwyddo'n ddigonol, mae gan y microsgop y gallu i ddatrys, ond mae'r ddelwedd yn dal yn rhy fach i'w gweld yn glir gan lygaid 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'r system goleuadau sbotolau yn cael effaith fawr ar berfformiad delweddu'r microsgop, ond mae'n ddolen sy'n hawdd ei hanwybyddu gan ddefnyddwyr.
Ei swyddogaeth yw darparu goleuo digonol ac unffurf o wyneb y gwrthrych. Dylai'r trawst golau a anfonir gan y cyddwysydd sicrhau ei fod yn 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, mae'r cyddwysydd wedi'i gyfarparu â diaffram agorfa amrywiol tebyg i'r un yn y lens gwrthrychol ffotograffig, a all addasu maint yr agorfa, ac fe'i defnyddir i addasu agorfa'r trawst goleuo i gyd-fynd ag ongl agorfa'r amcan. lens.
Trwy newid y dull goleuo, gellir cael gwahanol ddulliau arsylwi megis pwyntiau gwrthrych tywyll ar gefndir llachar (a elwir yn oleuad maes llachar) neu bwyntiau gwrthrych llachar ar gefndir tywyll (a elwir yn goleuo maes tywyll), er mwyn darganfod ac arsylwi'n well. microstrwythur. Offeryn yw microsgop electron sy'n defnyddio trawstiau electron a lensys electron yn lle trawstiau golau a lensys optegol i ddelweddu strwythurau mân sylweddau ar chwyddiadau uchel iawn yn seiliedig ar egwyddor opteg electron.
Cynrychiolir pŵer datrys microsgop electron gan y pellter lleiaf rhwng dau bwynt cyfagos y gall eu datrys. Yn yr 197{1}}au, cydraniad y microsgop electron trawsyrru oedd tua 0.3 nanometr (grym datrys y llygad dynol oedd tua 0.1 mm). Nawr mae uchafswm chwyddo'r microsgop electron yn fwy na 3 miliwn o weithiau, tra bod chwyddo uchaf y microsgop optegol tua 2000 o weithiau, felly gellir arsylwi'n uniongyrchol ar atomau rhai metelau trwm a'r delltau atomig wedi'u trefnu'n daclus yn y grisial trwy'r microsgop electron. .
Ym 1931, ail-osododd Knorr-Bremse a Ruska o'r Almaen osgilosgop foltedd uchel gyda ffynhonnell electronau rhyddhau cathod oer a thair lensys electron, a chael delwedd wedi'i chwyddo fwy na deg gwaith, a gadarnhaodd y posibilrwydd o ddelweddu chwyddedig electron . Ym 1932, ar ôl gwelliant Ruska, cyrhaeddodd pŵer datrys y microsgop electron 50 nanometr, tua deg gwaith pŵer datrys y microsgop optegol ar yr adeg honno, felly dechreuodd y microsgop electron dderbyn sylw pobl.
Yn yr 194{4}}au, defnyddiodd Hill yn yr Unol Daleithiau astigmatizer i wneud iawn am anghymesuredd cylchdro y 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 gweithgynhyrchwyd gyda chydraniad o 0.
microsgop electron mawr 3nm. Er bod pŵer datrys y microsgop electron yn llawer gwell na phŵer y microsgop optegol, mae'n anodd arsylwi organebau byw oherwydd bod angen i'r microsgop electron weithio o dan amodau gwactod, a bydd arbelydru'r trawst electron hefyd yn achosi'r samplau biolegol i cael eu difrodi gan ymbelydredd. Mae angen astudio materion eraill hefyd, megis gwella disgleirdeb y gwn electron ac ansawdd y lens electron.
Mae 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 {{0}} nanometr, tra bod tonfedd trawstiau 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'r microsgop optegol yw'r donfedd, mae pŵer datrys y microsgop electron yn dal i fod yn llawer gwell na hynny. o'r microsgop optegol. Mae microsgop electron yn cynnwys tair rhan: casgen lens, system gwactod a chabinet cyflenwad pŵer.
Mae'r gasgen lens yn bennaf yn cynnwys gynnau electron, lensys electron, deiliaid sampl, sgriniau fflwroleuol, a mecanweithiau camera. Mae'r cydrannau hyn fel arfer yn cael eu cydosod i golofn o'r top i'r gwaelod; mae'r system gwactod yn cynnwys pympiau gwactod mecanyddol, pympiau tryledu, a falfiau gwactod. Mae'r biblinell nwy yn gysylltiedig â'r gasgen lens; mae'r cabinet pŵer yn cynnwys generadur foltedd uchel, sefydlogydd cerrynt cyffro ac amrywiol unedau rheoli addasu.
Y lens electron yw'r rhan bwysicaf o'r gasgen lens microsgop electron. Mae'n defnyddio maes trydan gofod neu faes magnetig sy'n gymesur ag echel y gasgen lens i blygu'r trac electron i'r echelin i ffurfio ffocws. Mae ei swyddogaeth yn debyg i swyddogaeth 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 electronau trwy faes magnetig cryf a gynhyrchir gan gerrynt cyffro DC sefydlog iawn sy'n mynd trwy coil gydag esgidiau polyn.
Mae'r gwn electron yn gydran sy'n cynnwys catod poeth ffilament twngsten, grid a catod. Gall allyrru a ffurfio trawst electron â chyflymder unffurf, felly mae'n ofynnol i sefydlogrwydd y foltedd cyflymu fod yn ddim llai nag un deg milfed. Gellir rhannu microsgopau electron yn ficrosgopau electron trawsyrru, microsgopau electron sganio, microsgopau electron adlewyrchiad, a microsgopau electronau allyriadau yn ôl eu strwythurau a'u defnydd.
Defnyddir microsgopau electron trawsyrru yn aml i arsylwi ar y strwythurau deunydd mân na ellir eu datrys 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 Microprobau electronig ar gyfer dadansoddi cyfansoddiad deunydd; microsgopeg electron allyriadau ar gyfer astudio arwynebau electronau hunan-allyriad.
Mae'r microsgop electron trawsyrru wedi'i enwi ar ôl i'r pelydr electron dreiddio i'r sampl ac yna chwyddo'r ddelwedd gyda'r lens electron. Mae ei lwybr optegol yn debyg i lwybr microsgop optegol. Yn y math hwn o ficrosgop electron, mae'r cyferbyniad ym manylion delwedd yn cael ei greu trwy wasgaru'r pelydr electron gan atomau'r sampl. Mae gan ran deneuach neu ddwysedd is y sampl lai o wasgariad pelydr electron, fel bod mwy o electronau'n mynd trwy'r diaffram gwrthrychol ac yn cymryd rhan mewn 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 gasgen lens microsgop trawsyrru electron yn gwn electron. Mae'r electronau'n cael eu hallyrru gan y catod poeth twngsten, ac mae'r trawstiau electron yn cael eu canolbwyntio gan y cyddwysyddion cyntaf a'r ail.
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 ffoto-gydlynol. Gellir newid chwyddhad y drych canolradd yn barhaus o ddegau o weithiau i gannoedd o filoedd o weithiau yn bennaf trwy addasu'r cerrynt cyffroi; trwy newid hyd ffocal y drych canolradd, gellir cael delweddau microsgopig electron a delweddau diffreithiant electronau ar y rhannau bach o'r un sampl.
Er mwyn astudio samplau tafelli metel mwy trwchus, datblygodd Labordy Opteg Electron Dulos Ffrengig ficrosgop electron foltedd uwch-uchel gyda foltedd cyflymu o 3500 kV. Nid yw pelydr electron y microsgop electron sganio yn mynd trwy'r sampl, ond dim ond yn sganio ac yn cyffroi electronau eilaidd ar wyneb y sampl. Mae'r grisial pefriol a osodir wrth ymyl y sampl yn derbyn yr electronau eilaidd hyn, yn chwyddo ac yn modiwleiddio dwyster pelydr electron y tiwb llun, a thrwy hynny newid y disgleirdeb ar sgrin y tiwb llun.
Mae coil gwyro'r tiwb llun yn cadw sganio cydamserol 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 sampl denau iawn ar y microsgop electron sganio; mae gan y ddelwedd effaith tri dimensiwn cryf; gall ddefnyddio gwybodaeth fel electronau eilaidd, electronau wedi'u hamsugno, a phelydrau-X a gynhyrchir gan y rhyngweithio rhwng y pelydr electron a'r sylwedd i ddadansoddi cyfansoddiad y sylwedd.
Mae gwn electron a lens cyddwysydd microsgop electron sganio yn fras yr un fath â rhai microsgop electron trawsyrru, ond er mwyn gwneud y trawst electron yn deneuach, ychwanegir lens gwrthrychol ac astigmatizer o dan y lens cyddwysydd, a dwy set o gosodir trawstiau sganio perpendicwlar y tu mewn i'r lens gwrthrychol. coil. Mae'r siambr sampl o dan y lens gwrthrychol wedi'i chyfarparu â cham sampl sy'n gallu symud, cylchdroi a gogwyddo.
