Las ventajas de la microscopía electrónica y la microscopía óptica.
Un submicroscopio es un instrumento que utiliza haces de electrones y lentes en lugar de haces de luz y lentes ópticas basados en los principios de la óptica electrónica, para obtener imágenes de las estructuras finas de la materia con aumentos muy altos.
La resolución de un microscopio electrónico está representada por la pequeña distancia entre dos puntos adyacentes que puede distinguir. En la década de 1970, la resolución de la microscopía electrónica de transmisión era de aproximadamente 0.3 nanómetros (la resolución del ojo humano era de aproximadamente 0,1 milímetros). Hoy en día, los microscopios electrónicos tienen un aumento de más de 3 millones de veces, mientras que los microscopios ópticos tienen un aumento de aproximadamente 2000 veces. Por lo tanto, los microscopios electrónicos pueden observar directamente la red atómica cuidadosamente dispuesta en los átomos y cristales de ciertos metales pesados.
En 1931, Knorr y Ruska de Alemania modificaron un osciloscopio de alto voltaje con una fuente de electrones de descarga de cátodo frío y tres lentes de electrones, y obtuvieron imágenes ampliadas más de diez veces, lo que confirma la posibilidad de obtener imágenes con aumento del microscopio electrónico. En 1932, con la mejora de Ruska, la resolución de los microscopios electrónicos alcanzó los 50 nanómetros, aproximadamente diez veces la resolución de los microscopios ópticos de la época. Como resultado, los microscopios electrónicos comenzaron a recibir atención.
En la década de 1940, Hill en Estados Unidos compensó la asimetría rotacional de las lentes electrónicas con un astigmatizador, lo que dio como resultado un nuevo avance en la resolución de los microscopios electrónicos y alcanzó gradualmente los niveles modernos. En China, en 1958 se desarrolló con éxito un microscopio electrónico de transmisión con una resolución de 3 nanómetros. En 1979, también se desarrolló un microscopio electrónico grande con una resolución de 0,3 nanómetros.
Aunque la resolución de los microscopios electrónicos es muy superior a la de los microscopios ópticos, es difícil observar organismos vivos debido a la necesidad de trabajar en condiciones de vacío, y la irradiación con haz de electrones también puede causar daños por radiación a las muestras biológicas. Otras cuestiones, como la mejora del brillo del cañón de electrones y la calidad de las lentes de electrones, también requieren más investigación.
La resolución es un indicador importante de la microscopía electrónica, que está relacionada con el ángulo del cono incidente y la longitud de onda del haz de electrones que pasa a través de la muestra. La longitud de onda de la luz visible es de aproximadamente {{0}} nanómetros, mientras que la longitud de onda del haz de electrones está relacionada con el voltaje de aceleración. Cuando el voltaje de aceleración es 50-100 kV, la longitud de onda del haz de electrones es de aproximadamente 0,0053-0.0037 nanómetros. Debido a que la longitud de onda del haz de electrones es mucho menor que la de la luz visible, incluso si el ángulo del cono del haz de electrones es sólo el 1% del de un microscopio óptico, la resolución del microscopio electrónico sigue siendo mucho mejor. que el de un microscopio óptico.
El microscopio electrónico consta de tres partes: un tubo, un sistema de vacío y un gabinete de alimentación. El cilindro del espejo consta principalmente de componentes como un cañón de electrones, una lente de electrones, un portamuestras, una pantalla fluorescente y un mecanismo de fotografía, que generalmente se ensamblan en un cilindro de arriba a abajo; El sistema de vacío consta de una bomba de vacío mecánica, una bomba de difusión y una válvula de vacío, las cuales están conectadas al tubo del espejo a través de una tubería de extracción; El gabinete de potencia consta de un generador de alto voltaje, un estabilizador de corriente de excitación y varias unidades de regulación y control.
Una sublente es un componente importante del tubo de un microscopio electrónico. Utiliza un campo eléctrico o magnético espacial simétrico al eje del tubo para doblar la trayectoria del electrón hacia el eje, formando un foco. Su función es similar a la de una lente convexa de vidrio para enfocar el haz de luz, por eso se llama lente de electrones. La mayoría de los microscopios electrónicos modernos utilizan lentes electromagnéticas, que enfocan electrones con un fuerte campo magnético generado por una corriente de excitación CC estable que pasa a través de una bobina con zapatas polares.
Un cañón de electrones es un componente compuesto por un cátodo caliente, una puerta y un cátodo de alambre de tungsteno. Puede emitir y formar haces de electrones con velocidad uniforme, por lo que se requiere que la estabilidad del voltaje de aceleración sea al menos una milésima.
