сканирующий электронный микроскоп
Автор BossaNova задал вопрос в разделе Наука, Техника, Языки
Каков принцип работы электронного микроскопа? и получил лучший ответ
Ответ от Ђатьяна Иванова[гуру]
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.).
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.htmПринцип действияЭлектронный луч в виде тонкого пучка электронов (диаметр пучка £ 10 нм) обегает (сканирует
думаю такиеже как у цифрового зума!