technologická archeologie)
Některé elektronové mikroskopy obnovují, jiné obnovují firmware kosmických lodí a další se zabývají reverzním inženýrstvím obvodů mikroobvodů pod mikroskopem. Tuším, že okupace je strašně vzrušující.
A mimochodem, vzpomněl jsem si na úžasný příspěvek o průmyslové archeologii.
Rušič vztlaku
Existují dva typy podnikové paměti: lidé a dokumentace. Lidé si pamatují, jak věci fungují, a vědí proč. Někdy si tyto informace někam zaznamenají a někde si své záznamy uchovávají. Říká se tomu „dokumentace“. Firemní amnézie funguje stejně: lidé odcházejí a dokumentace mizí, hnije nebo je prostě zapomenuta.
Strávil jsem několik desetiletí prací pro velkou petrochemickou společnost. Na začátku 80. let jsme navrhli a postavili závod, který přeměňuje uhlovodíky na jiné uhlovodíky. Během následujících 30 let se firemní paměť tohoto závodu vytratila. Ano, závod stále běží a vydělává pro firmu peníze; provádí se údržba a moudří lidé vědí, co potřebují škubnout a kopnout, aby rostlina běžela.
Společnost ale úplně zapomněla, jak tento závod funguje.
Stalo se to kvůli několika faktorům:
Pokles petrochemického průmyslu v 80. a 90. letech způsobil, že jsme přestali nabírat nové lidi. Koncem 90. let naši skupinu tvořili kluci ve věku do 35 let nebo nad 55 let – až na velmi vzácné výjimky.
Pomalu jsme přešli na projektování pomocí počítačových systémů.
Kvůli firemním reorganizacím jsme museli fyzicky přestěhovat celou kancelář z místa na místo.
Firemní fúze o několik let později zcela rozpustila naši firmu na větší, což způsobilo masivní přeskupení oddělení a personálu.
Průmyslová archeologie
Na počátku 21. století jsem já a několik mých kolegů odešli do důchodu.
Na konci roku 2000 si společnost vzpomněla na rostlinu a řekla si, že by bylo hezké s ní něco udělat. Řekněme, zvýšit produkci. Můžete například najít úzké hrdlo ve výrobním procesu a vylepšit jej – tato technologie již 30 let nestála – a možná přidat další dílnu.
A tady je společnost vtisknuta do cihlové zdi ze všech stran. Jak byl tento závod postaven? Proč to bylo postaveno tak a ne jinak? Jak přesně to funguje? Proč je potřeba káď A, proč jsou dílny B a C propojeny potrubím, proč má potrubí průměr G, a ne D?
Firemní amnézie v akci. Obří stroje postavené mimozemšťany pomocí jejich mimozemské technologie šlapou jako hodinky a chrlí hromady polymerů. Společnost má přibližnou představu o tom, jak tyto stroje udržovat, ale netuší, jaká úžasná kouzla se uvnitř odehrávají, a nikdo nemá nejmenší tušení, jak byly vytvořeny. Obecně si lidé ani nejsou jisti, co přesně mají hledat, a nevědí, ze které strany by se tato spleť měla rozmotat.
Hledáme kluky, kteří ve firmě pracovali již při výstavbě tohoto závodu. Nyní zaujímají vysoké pozice a sedí v oddělených, klimatizovaných kancelářích. Ti mají za úkol najít dokumentaci k uvedenému závodu. Už to není firemní paměť, je to spíš průmyslová archeologie. Nikdo neví, jaký druh dokumentace o tomto závodě existuje, zda vůbec existuje, a pokud ano, v jaké formě je uložena, v jakých formátech, co obsahuje a kde se fyzicky nachází. Závod byl navržen designérským týmem, který již neexistuje, ve společnosti, která byla mezitím převzata, v kanceláři, která byla uzavřena, za použití metod před počítačovým věkem, které se již nepoužívají.
Chlapi zavzpomínají na dětství s obligátním hemžením v bahně, vyhrnou rukávy drahých bund a dají se do práce.
Jak funguje elektronový mikroskop? Jaký je jeho rozdíl od optického mikroskopu, existuje mezi nimi nějaká analogie?
Provoz elektronového mikroskopu je založen na vlastnosti nehomogenních elektrických a magnetických polí, která mají rotační symetrii, vyvíjet zaostřovací efekt na elektronové paprsky. Roli čoček v elektronovém mikroskopu tedy hraje soubor vhodně vypočítaných elektrických a magnetických polí; odpovídající zařízení, která tato pole vytvářejí, se nazývají „elektronické čočky“.
Podle typu elektronických čoček elektronové mikroskopy dělíme na magnetické, elektrostatické a kombinované.
Jaký typ objektů lze zkoumat elektronovým mikroskopem?
Stejně jako v případě optického mikroskopu mohou být předměty za prvé "samosvítící", tj. sloužit jako zdroj elektronů. Jedná se například o žhavící katodu nebo osvětlenou fotoelektronovou katodu. Za druhé, lze použít objekty, které jsou "průhledné" pro elektrony s určitou rychlostí. Jinými slovy, při provozu v přenosu musí být předměty dostatečně tenké a elektrony dostatečně rychlé, aby prošly předměty a vstoupily do systému elektronických čoček. Kromě toho lze pomocí odražených elektronových paprsků studovat povrchy masivních předmětů (hlavně kovů a pokovených vzorků). Tento způsob pozorování je podobný metodám reflexní optické mikroskopie.
Podle povahy studia objektů se elektronové mikroskopy dělí na transmisní, reflexní, emisní, rastrové, stínové a zrcadlové.
Nejrozšířenější jsou v současnosti elektromagnetické mikroskopy transmisního typu, u kterých je obraz vytvářen elektrony procházejícími objektem pozorování. Skládá se z následujících hlavních součástí: osvětlovací systém, objektová kamera, zaostřovací systém a jednotka pro registraci finálního obrazu sestávající z kamery a fluorescenční obrazovky. Všechny tyto uzly jsou vzájemně propojeny a tvoří tzv. mikroskopický sloupek, uvnitř kterého je udržován tlak. Osvětlovací soustava se obvykle skládá z tříelektrodového elektronového děla (katoda, zaostřovací elektroda, anoda) a kondenzorové čočky (mluvíme o elektronických čočkách). Tvoří paprsek rychlých elektronů požadovaného průřezu a intenzity a nasměruje jej na studovaný objekt umístěný v komoře objektu. Elektronový paprsek procházející objektem vstupuje do zaostřovacího (projekčního) systému, který se skládá z objektivu a jedné nebo více projekčních čoček.
Elektronová mikroskopie je metoda pro studium struktur, které jsou mimo viditelnost světelného mikroskopu a mají rozměry menší než jeden mikron (od 1 mikronu do 1-5 Å).
Působení elektronového mikroskopu (obr.) je založeno na využití usměrněného toku, který působí ve světelném mikroskopu jako světelný paprsek a roli čoček hrají magnety (magnetické čočky).
Vzhledem k tomu, že různé části zkoumaného objektu zadržují elektrony různým způsobem, získá se na stínítku elektronového mikroskopu černobílý obraz studovaného objektu, zvětšený desetinásobně a statisíckrát. V biologii a medicíně se používají především elektronové mikroskopy transmisního typu.
Elektronová mikroskopie vznikla ve 30. letech 20. století, kdy byly získány první snímky některých virů (viru tabákové mozaiky a bakteriofágů). V současné době nalezla elektronová mikroskopie nejširší uplatnění ve virologii a způsobila vznik nových vědních oborů. V elektronové mikroskopii biologických objektů se používají speciální metody přípravy. To je nezbytné pro identifikaci jednotlivých složek studovaných objektů (buňky, bakterie, viry atd.), jakož i pro zachování jejich struktury v podmínkách vysokého vakua pod elektronovým paprskem. Pomocí elektronové mikroskopie se studuje vnější tvar předmětu, molekulární organizace jeho povrchu, pomocí metody ultratenkých řezů se studuje vnitřní struktura předmětu.
Elektronová mikroskopie v kombinaci s biochemickými, cytochemickými výzkumnými metodami, imunofluorescencí a také rentgenovou difrakční analýzou umožňuje posoudit složení a funkci strukturních prvků buněk a virů.
Elektronový mikroskop 70. let minulého století
Elektronová mikroskopie - studium mikroskopických objektů pomocí elektronového mikroskopu.
Elektronový mikroskop je elektronově-optický přístroj s rozlišením několika angstromů a umožňuje vám vizuálně studovat jemnou strukturu mikroskopických struktur a dokonce i některých molekul.
Tříelektrodové dělo složené z katody, řídící elektrody a anody slouží jako zdroj elektronů pro vytvoření elektronového paprsku, který nahrazuje světelný paprsek (obr. 1).
Rýže. 1. Tříelektrodová pistole: 1 - katoda; 2 - řídící elektroda; 3 - elektronový paprsek; 4 - anoda.
Elektromagnetické čočky používané v elektronovém mikroskopu místo optických čoček jsou vícevrstvé solenoidy uzavřené v pláštích z měkkého magnetického materiálu s nemagnetickou mezerou na vnitřní straně (obr. 2).
Rýže. 2. Elektromagnetická čočka: 1 - pólový hrot; 2 - mosazný kroužek; 3 - vinutí; 4 - skořápka.
Elektrická a magnetická pole generovaná v elektronovém mikroskopu jsou osově symetrická. Působením těchto polí se v rovině obrazu opět shromažďují nabité částice (elektrony) vystupující z jednoho bodu objektu v malém úhlu. Celý elektronově optický systém je uzavřen ve sloupci elektronového mikroskopu (obr. 3).
Rýže. 3. Elektronově-optický systém: 1 - řídící elektroda; 2 - membrána prvního kondenzátoru; 3 - membrána druhého kondenzátoru; 4 - stigmatátor druhého kondenzátoru; 5 - objekt; 6 - čočka objektivu; 7 - stigmatátor čočky objektivu; 8 - stigmatátor střední čočky; 9 - clona projekční čočky; 10 - katoda; 11 - anoda; 12 - první kondenzátor; 13 - druhý kondenzátor; 14 - korektor zaostření; 15 - stůl držáku předmětů; 16 - clona objektivu; 17 - membrána voliče; 18 - střední čočka; 19 - projekční čočka; 20 - obrazovka.
Elektronový paprsek vytvářený elektronovým dělem je směrován do pole působení kondenzátorových čoček, které umožňují měnit hustotu, průměr a aperturu paprsku dopadajícího na studovaný objekt v širokém rozsahu. V komoře objektu je instalován stůl, jehož konstrukce zajišťuje pohyb objektu ve vzájemně kolmých směrech. V tomto případě můžete důsledně prozkoumat oblast rovnou 4 mm 2 a vybrat nejzajímavější oblasti.
Za kamerou objektu je čočka objektivu, která umožňuje dosáhnout ostrého obrazu objektu. Poskytuje také první zvětšený obraz předmětu a pomocí následných, meziskel a projekčních objektivů lze celkový nárůst zvýšit na maximum. Na obrazovce se objeví obraz předmětu, který působením elektronů svítí. Za obrazovkou jsou fotografické desky. Stabilita činnosti elektronového děla, stejně jako jasnost obrazu, spolu s dalšími faktory (stálost vysokého napětí atd.) do značné míry závisí na hloubce řídnutí ve sloupci elektronového mikroskopu, takže kvalita zařízení je z velké části dána podtlakovým systémem (čerpadla, čerpací kanály, kohouty, ventily, těsnění) (obr. 4). Požadovaného podtlaku uvnitř kolony je dosaženo díky vysoké účinnosti vývěv.
Předběžné vakuum v celém vakuovém systému vytváří mechanické čerpadlo přední linie, poté přichází do činnosti olejové difúzní čerpadlo; obě čerpadla jsou zapojena do série a zajišťují vysoké vakuum v koloně mikroskopu. Zavedení olejového posilovacího čerpadla do systému elektronového mikroskopu umožnilo vypnout přední čerpadlo na dlouhou dobu.
Rýže. Obr. 4. Vakuové schéma elektronového mikroskopu: 1 - lapač chlazený kapalným dusíkem (studená trubka); 2 - vysokopodtlakový ventil; 3 - difuzní čerpadlo; 4 - obtokový ventil; 5 - malý vyrovnávací válec; 6 - posilovací čerpadlo; 7 - mechanická předvakuová pumpa předběžného zředění; 8 - čtyřcestný ventilový ventil; 9 - velký akumulační válec; 10 - sloupec elektronového mikroskopu; 11 - ventil přívodu vzduchu do kolony mikroskopu.
Elektrický obvod mikroskopu se skládá z vysokonapěťových zdrojů, katodového žhavení, napájení elektromagnetických čoček a také ze systému, který zajišťuje střídavé síťové napětí elektromotoru předvakuové pumpy, pece difuzní pumpy, popř. osvětlení ovládacího panelu. Na napájecí zdroj jsou kladeny velmi vysoké požadavky: například u elektronového mikroskopu s vysokým rozlišením by stupeň nestability vysokého napětí neměl překročit 5·10 -6 za 30 sekund.
V důsledku tepelné emise se vytváří intenzivní elektronový paprsek. Katoda, což je wolframové vlákno ve tvaru V, je ohřívána vysokofrekvenčním generátorem. Generované napětí s frekvencí kmitání 100-200 kHz poskytuje monochromatický elektronový paprsek. Napájení čoček elektronového mikroskopu zajišťuje vysoce stabilizovaný stejnosměrný proud.
Rýže. 5. Elektronový mikroskop UEMV-100B pro studium živých mikroorganismů.
Zařízení se vyrábí (obr. 5) s garantovaným rozlišením 4,5 Å; Samostatné unikátní snímky ukazují rozlišení 1,27 Å, které se blíží velikosti atomu. Užitečné navýšení je v tomto případě 200 000.
Elektronový mikroskop je přesný přístroj, který vyžaduje speciální metody přípravy. Biologické objekty mají nízký kontrast, proto je nutné uměle zvýšit kontrast drogy. Existuje několik způsobů, jak zvýšit kontrast přípravků. Když je preparát zastíněn pod úhlem platinou, wolframem, uhlíkem atd., je možné na snímcích elektronového mikroskopu určit rozměry na všech třech osách prostorového souřadnicového systému. Při pozitivním kontrastu se lék kombinuje s ve vodě rozpustnými solemi těžkých kovů (octan uranyl, oxid olovnatý, manganistan draselný atd.). Při negativním kontrastu je preparát obklopen tenkou vrstvou amorfní látky o vysoké hustotě nepropustné pro elektrony (molybdenan amonný, octan uranyl, kyselina fosfowolframová atd.).
Elektronová mikroskopie virů (viroskopie) vedla k výraznému pokroku ve studiu ultratenké, submolekulární struktury virů (viz). Spolu s fyzikálními, biochemickými a genetickými výzkumnými metodami přispělo ke vzniku a rozvoji molekulární biologie také využití elektronové mikroskopie. Předmětem tohoto nového oboru biologie je submikroskopická organizace a fungování buněk člověka, zvířat, rostlin, bakterií a mykoplazmat, stejně jako organizace rickettsie a virů (obr. 6). Viry, velké molekuly proteinů a nukleových kyselin (RNA, DNA), jednotlivé fragmenty buněk (například molekulární strukturu obalu bakteriálních buněk) lze zkoumat pomocí elektronového mikroskopu po speciálním zpracování: zastínění kovem, pozitivní nebo negativní barvení acetátem uranylu nebo kyselinou fosfowolframovou, jakož i jinými sloučeninami (obr. 7).
Rýže. Obr. 6. Buněčná tkáňová kultura srdeční tkáně opice cynomolgus infikovaná virem variola (X 12 000): 1 - jádro; 2 - mitochondrie; 3 - cytoplazma; 4 - virus.
Rýže. 7. Virus chřipky (negativní barvení (X450 000): 1 - skořápka; 2 - ribonukleoprotein.
Metodou negativního barvení na povrchu mnoha virů byly nalezeny pravidelně uspořádané skupiny molekul bílkovin – kapsomery (obr. 8).
Rýže. 8. Fragment povrchu kapsidy herpes viru. Jednotlivé kapsomery jsou viditelné (X500 000): 1 - boční pohled; 2 - pohled shora.
Rýže. Obr. 9. Ultratenký řez bakterií Salmonella typhimurium (X80 000): 1 - jádro; 2 - plášť; 3 - cytoplazma.
Vnitřní struktura bakterií a virů, stejně jako jiných větších biologických objektů, může být studována pouze po jejich pitvě ultratomem a přípravě nejtenčích řezů o tloušťce 100-300 Å. (obr. 9). Díky zdokonaleným metodám fixace, zalévání a polymerace biologických objektů, použití diamantových a skleněných nožů pro ultratomii a použití vysoce kontrastních sloučenin pro barvení sériových řezů bylo možné získat ultratenké řezy nejen velkých, ale i také nejmenší viry lidí, zvířat, rostlin a bakterií.
Historie elektronového mikroskopu
V roce 1931 získal R. Rudenberg patent na transmisní elektronový mikroskop a v roce 1932 M. Knoll a E. Ruska postavili první prototyp moderního přístroje. Tato práce E. Ruska byla v roce 1986 oceněna Nobelovou cenou za fyziku, která byla udělena jemu a vynálezcům rastrovacího sondového mikroskopu Gerdu Karlu Binnigovi a Heinrichu Rohrerovi. S využitím transmisního elektronového mikroskopu pro vědecký výzkum se začalo koncem 30. let 20. století a ve stejné době se objevil první komerční přístroj sestrojený firmou Siemens.
Koncem třicátých let – začátkem čtyřicátých let se objevily první rastrovací elektronové mikroskopy, které vytvářejí obraz předmětu postupným pohybem elektronové sondy malého průřezu po předmětu. Masové používání těchto zařízení ve vědeckém výzkumu začalo v 60. letech 20. století, kdy dosáhly výrazné technické dokonalosti.
Významným skokem (v 70. letech) ve vývoji bylo použití Schottkyho katod a katod s emisí studeného pole místo termionických katod, jejich použití však vyžaduje mnohem větší vakuum.
Koncem 90. let a začátkem 21. století počítačová automatizace a použití CCD detektorů výrazně zvýšily stabilitu a (relativně) snadnost použití.
Moderní pokročilé transmisní elektronové mikroskopy v posledním desetiletí využívají korektory sférických a chromatických vad (které vnášejí do výsledného obrazu hlavní zkreslení), ale jejich použití někdy výrazně komplikuje použití přístroje.
Typy elektronových mikroskopů
Transmisní elektronová mikroskopie
Šablona: Sekce je prázdná
Původní pohled z elektronového mikroskopu. Transmisní elektronový mikroskop využívá k vytvoření obrazu vysokoenergetický elektronový paprsek. Elektronový paprsek je vytvářen pomocí katody (wolfram, LaB 6 , Schottkyho nebo emise studeného pole). Vzniklý elektronový paprsek je obvykle urychlen na +200 keV (používají se různá napětí od 20 keV do 1 meV), zaostřen soustavou elektrostatických čoček, projde vzorkem tak, že jeho část projde rozptylem na vzorku a část ne. Elektronový paprsek procházející vzorkem tedy nese informaci o struktuře vzorku. Dále paprsek prochází soustavou zvětšovacích čoček a vytváří obraz na luminiscenčním stínítku (obvykle ze sulfidu zinečnatého), fotografické desce nebo CCD kameře.
TEM rozlišení je omezeno především sférickou aberací. Některé moderní TEM mají korektory sférické aberace.
Hlavními nevýhodami TEM jsou potřeba velmi tenkého vzorku (řádově 100 nm) a nestabilita (rozklad) vzorků pod paprskem aaaaa
Transmisní skenovací (skenovací) elektronová mikroskopie (SEM)
Hlavní článek: Transmisní rastrovací elektronový mikroskop
Jedním z typů transmisní elektronové mikroskopie (TEM) však existují přístroje, které pracují výhradně v režimu TEM. Elektronový paprsek prochází relativně tenkým vzorkem, ale na rozdíl od konvenční transmisní elektronové mikroskopie je elektronový paprsek zaostřen do bodu, který se pohybuje po vzorku podél rastru.
Rastrová (skenovací) elektronová mikroskopie
Je založen na televizním principu rozmítání tenkého elektronového paprsku po povrchu vzorku.
Nízkonapěťová elektronová mikroskopie
Oblasti použití elektronových mikroskopů
|
Polovodiče a úložiště
Biologie a biologické vědy
|
Vědecký výzkum
Průmysl
|
Hlavní světoví výrobci elektronových mikroskopů
viz také
Poznámky
Odkazy
- Top 15 obrázků z elektronového mikroskopu roku 2011 Obrázky na doporučené stránce jsou náhodně barevné a mají spíše uměleckou než vědeckou hodnotu (elektronové mikroskopy produkují spíše černobílé obrázky než barevné).
Nadace Wikimedia. 2010 .
Podívejte se, co je "elektronový mikroskop" v jiných slovnících:
Zařízení pro pozorování a fotografování mnohonásobně (až 106krát) zvětšeného obrazu předmětu, ve kterém jsou místo světelných paprsků použity elektronové paprsky urychlené na vysoké energie (30-1000 keV a více) v hlubokém vakuu. Fyzikální… Fyzická encyklopedie
Zařízení pro pozorování a fotografování mnohonásobně (až 106krát) zvětšeného obrazu objektů, ve kterém jsou místo světelných paprsků použity paprsky elektronů urychlené na vysoké energie (30-100 keV a více) v hlubokém vakuu. Fyzický… … Fyzická encyklopedie
Elektronový mikroskop- (schéma). ELEKTRONICKÝ MIKROSKOP, vakuové elektronově-optické zařízení pro pozorování a fotografování mnohonásobně (až 106krát) zvětšeného obrazu objektů získaných pomocí elektronových paprsků urychlených na vysoké energie. ... ... Ilustrovaný encyklopedický slovník
ELEKTRONICKÝ MIKROSKOP, MIKROSKOP, který „osvětluje“ zkoumaný objekt proudem elektronů. Místo běžných čoček má magnety, které zaostřují elektronový paprsek. Toto zařízení vám umožňuje vidět předměty velmi malých velikostí, protože ... ... Vědeckotechnický encyklopedický slovník
Začínáme vydávat blog podnikatele, specialisty na informační technologie a amatérského designéra Alexeje Bragina na částečný úvazek, který vypráví o nevšedním zážitku - autor blogu už rok zaměstnává restaurování složitého vědeckého vybavení - skenování elektronový mikroskop - prakticky doma. Přečtěte si, jakým technickým, technickým a vědeckým výzvám musel Alexey čelit a jak se s nimi vyrovnal.
Jednou mi zavolal kamarád a řekl: Našel jsem zajímavou věc, musím vám ji přivézt, nicméně váží půl tuny. Tak jsem dostal do garáže sloupek ze skenovacího elektronového mikroskopu JEOL JSM-50A. Už dávno byla vyřazena z nějakého výzkumného ústavu a odvezena do starého železa. Elektronika byla ztracena, ale elektronově-optický sloupek spolu s vakuovou částí byl zachráněn.
Protože se zachovala hlavní část zařízení, vyvstala otázka: je možné celý mikroskop zachránit, tedy restaurovat a uvést do provozuschopného stavu? A to přímo v garáži, vlastníma rukama, s pomocí pouze základních inženýrských a technických znalostí a improvizovaných prostředků? Pravda, nikdy předtím jsem se s takovým vědeckým vybavením nezabýval, nemluvě o tom, že jsem je mohl používat, a neměl jsem tušení, jak to funguje. Ale je zajímavé nejen uvést starý kus železa do provozuschopného stavu - je zajímavé přijít na všechno sami a ověřit, zda je možné pomocí vědecké metody zvládnout zcela nové oblasti. Začal jsem tedy v garáži restaurovat elektronový mikroskop.
V tomto blogu vám povím o tom, co jsem již stihl a co zbývá dodělat. Po cestě vás seznámím s principy fungování elektronových mikroskopů a jejich hlavními součástmi a také si popovídám o mnoha technických překážkách, které bylo třeba při práci překonat. Pojďme tedy začít.
Aby bylo možné obnovit mikroskop, který jsem měl alespoň do stavu „kreslení elektronovým paprskem na luminiscenční stínítko“, bylo nutné:
Začněme popořadě. Dnes budu mluvit o principech fungování elektronových mikroskopů. Jsou dvou typů:
Transmisní elektronový mikroskop
TEM je velmi podobný běžnému optickému mikroskopu, pouze zkoumaný vzorek není ozařován světlem (fotony), ale elektrony. Vlnová délka elektronového paprsku je mnohem menší než u fotonového paprsku, takže lze získat mnohem vyšší rozlišení.
Elektronový paprsek je zaostřován a řízen elektromagnetickými nebo elektrostatickými čočkami. Mají dokonce stejná zkreslení (chromatické aberace) jako optické čočky, i když povaha fyzikální interakce je zde zcela odlišná. Mimochodem přidává i nová zkreslení (způsobená kroucením elektronů v čočce podél osy elektronového paprsku, což se u fotonů v optickém mikroskopu nestává).
TEM má nevýhody: vzorky, které mají být studovány, musí být velmi tenké, tenčí než 1 mikron, což není vždy vhodné, zejména při práci doma. Chcete-li například vidět vlasy ve světle, musíte je ostříhat alespoň v 50 vrstvách. To je způsobeno skutečností, že pronikavost elektronového paprsku je mnohem horší než fotonového. Navíc je TEM až na vzácné výjimky dost těžkopádný. Toto níže zobrazené zařízení se nezdá být tak velké (ačkoli je vyšší než člověk a má pevnou litinovou postel), ale také je dodáváno s napájecím zdrojem o velikosti velké skříně - celkem , je potřeba téměř celá místnost.
Ale rozlišení TEM je nejvyšší. S jeho pomocí (pokud se budete hodně snažit) můžete vidět jednotlivé atomy látky.
University of Calgary
Toto rozlišení je zvláště užitečné pro identifikaci původce virového onemocnění. Veškerá virová analytika 20. století byla postavena na bázi TEM a teprve s příchodem levnějších metod diagnostiky populárních virů (například polymerázová řetězová reakce nebo PCR) přestalo rutinní používání TEM pro tento účel.
Například takto vypadá chřipka H1N1 „ve světle“:
University of Calgary
Rastrovací elektronový mikroskop
SEM se používá hlavně ke studiu povrchu vzorků s velmi vysokým rozlišením (milionnásobné zvětšení oproti 2 tisícům u optických mikroskopů). A to je v domácnosti mnohem užitečnější :)
Například takto vypadá jedna štětina nového zubního kartáčku:
Totéž by se mělo dít v elektronově-optickém sloupci mikroskopu, pouze zde dochází k ozařování vzorku, nikoli luminoforu obrazovky, a obraz vzniká na základě informací ze senzorů, které zaznamenávají sekundární elektrony, elasticky odražené elektrony atd. na. Právě o tomto typu elektronového mikroskopu bude řeč v tomto blogu.
Kineskop televizoru i elektronově-optický sloupec mikroskopu pracují pouze ve vakuu. Ale o tom budu podrobně mluvit v příštím čísle.
(Pokračování příště)
