Содержание
- Как работает микроскоп
- Преимущества трансмиссионного электронного микроскопа
- Пределы трансмиссионного электронного микроскопа
- Немного истории
Сканирующий просвечивающий электронный микроскоп был разработан в 1950-х годах. Вместо света в просвечивающем электронном микроскопе используется сфокусированный пучок электронов, который проходит через образец для формирования изображения. Преимущество просвечивающего электронного микроскопа перед оптическим микроскопом заключается в его способности производить намного большее увеличение и показывать детали, которые оптические микроскопы не могут.
Как работает микроскоп
Трансмиссионные электронные микроскопы работают аналогично оптическим микроскопам, но вместо света или фотонов они используют пучок электронов. Электронная пушка является источником электронов и функционирует как источник света в оптическом микроскопе. Отрицательно заряженные электроны притягиваются к аноду, кольцеобразному устройству с положительным электрическим зарядом. Магнитная линза фокусирует поток электронов, когда они проходят через вакуум внутри микроскопа. Эти сфокусированные электроны ударяются об образец на сцене и отскакивают от образца, создавая при этом рентгеновские лучи. Отскоченные или рассеянные электроны, а также рентгеновские лучи преобразуются в сигнал, который передает изображение на телевизионный экран, где ученый просматривает образец.
Преимущества трансмиссионного электронного микроскопа
И оптический микроскоп, и просвечивающий электронный микроскоп используют тонко нарезанные образцы. Преимущество просвечивающего электронного микроскопа состоит в том, что он увеличивает образцы в гораздо большей степени, чем оптический микроскоп. Возможно увеличение в 10 000 и более раз, что позволяет ученым видеть чрезвычайно маленькие структуры. Для биологов хорошо видны внутренние клетки, такие как митохондрии и органеллы.
Просвечивающий электронный микроскоп обеспечивает превосходное разрешение кристаллографической структуры образцов и даже может показать расположение атомов в образце.
Пределы трансмиссионного электронного микроскопа
Просвечивающий электронный микроскоп требует, чтобы образцы помещались в вакуумную камеру. Из-за этого требования микроскоп нельзя использовать для наблюдения за живыми образцами, такими как простейшие. Некоторые деликатные образцы также могут быть повреждены электронным пучком и должны быть сначала окрашены или покрыты химическим веществом для их защиты. Однако это лечение иногда разрушает образец.
Немного истории
Обычные микроскопы используют сфокусированный свет для увеличения изображения, но имеют встроенное физическое ограничение примерно в 1000 раз. Этот предел был достигнут в 1930-х годах, но ученые хотели увеличить потенциал увеличения своих микроскопов, чтобы они могли исследовать внутреннюю структуру клеток и других микроскопических структур.
В 1931 году Макс Нолл и Эрнст Руска разработали первый просвечивающий электронный микроскоп. Из-за сложности необходимого электронного устройства, используемого в микроскопе, только в середине 1960-х годов первые коммерчески доступные просвечивающие электронные микроскопы были доступны ученым.
Эрнст Руска был удостоен Нобелевской премии по физике 1986 года за свою работу по разработке электронного микроскопа и электронной микроскопии.