електронски микроскоп

Тхе електронски микроскоп представља важну варијанту класичног микроскопа. Уз помоћ електрона може се сликати површина или унутрашњост објекта.

Шта је електронски микроскоп?

У ранијим временима су се називали и електронски микроскоп Преко микроскопа. Служи као научно средство које омогућава визуелно увећање предмета применом електронских зрака, што омогућава детаљнију истрагу.

Помоћу електронског микроскопа могу се постићи знатно веће резолуције него са светлосним микроскопом. У најбољем случају, светлосни микроскопи могу да се повећају две хиљаде пута. Ако је удаљеност између две тачке мања од половине светлосне таласне дужине, људско око их више неће моћи одвојено видети.

С друге стране, електронски микроскоп постиже увећање од 1: 1.000.000. То се може повезати са чињеницом да су таласи електронског микроскопа знатно краћи од таласа светлости. Да би се елиминисале ометајуће молекуле ваздуха, електронска зрака се фокусира на објект у вакууму помоћу масивних електричних поља.

Први електронски микроскоп створили су 1931. немачки инжењери електротехнике Ернст Руска (1906-1988) и Мак Кнолл (1897-1969). У почетку се, међутим, нису користили електронски провидни предмети као слике, већ мале решетке од метала. Ернст Руска је конструисао и први електронски микроскоп 1938. године, који је коришћен у комерцијалне сврхе. Руска је 1986. за свој супер микроскоп добила Нобелову награду за физику.

Током година, електронска микроскопија непрекидно је подвргнута новим дизајнима и техничким унапређењима, тако да је електронски микроскоп данас постао незаменљив део науке.

Облици, врсте и типови

Најважније основне врсте електронских микроскопа укључују скенирање електронског микроскопа (СЕМ) и преносни електронски микроскоп (ТЕМ). Скенирајући електронски микроскоп скенира танку сноп електрона преко масивног предмета. Електрони или други сигнали који излазе из објекта или се распршују назад могу се детектовати синхроно. Вредност интензитета тачке слике коју детектира сноп електрона одређује се детектованом струјом.

По правилу, одређени подаци могу се приказати на повезаном екрану. На овај начин корисник је у могућности да прати структуру слике у реалном времену. Када се скенирају електронским сноповима, електронски микроскоп је ограничен на површину предмета. За визуелизацију, инструмент усмјерава слике преко флуоресцентног екрана. Након фотографисања, слике се могу повећати до 1: 200.000.

Када се користи електронски микроскоп преноса који је направио Ернст Руска, предмет који се испитује, а који мора бити одговарајуће танак, зрачи се електронима. Одговарајућа дебљина предмета варира између неколико нанометара и неколико микрометара, што зависи од атомског броја атома материјала предмета, жељене резолуције и нивоа напона који се убрзава. Нижи напон убрзања и већи је атомски број, предмет мора бити тањи. Слика микроскопа преносног електрона ствара апсорбоване електроне.

Остали подтипови електронског микроскопа су цироелектронски микроскоп (КЕМ) који се користи за испитивање сложених протеинских структура и високонапонски електронски микроскоп који има веома висок опсег убрзања. Користи се за представљање великих предмета.

Структура и функционалност

Чини се да структура електронског микроскопа има мало заједничког са светлосним микроскопом. Али постоје паралеле. Електронски пиштољ је смештен на врху. У најједноставнијем случају, то може бити волфрамова жица. Ово се загрева и емитује електроне. Електронски сноп је фокусиран од електромагнета који имају облик прстена. Електромагнети су слични сочивима у светлосном микроскопу.

Фино сноп електрона је сада у стању да независно избије електроне из узорка. Затим се детектором поново заробе електрони из којих се може генерисати слика. Ако се сноп електрона не помера, може се замислити само једна тачка. Међутим, ако се подручје скенира, долази до промјене. Електронска зрака се одбија од електромагнета и води се линијом по објекту који се испитује. Ово скенирање омогућава увећану слику и резолуцију високе резолуције.

Ако испитивач жели да се приближи објекту, он треба само да смањи област са које се скенира сноп електрона. Што је мање подручје скенирања, већи је приказан и објект.

Први електронски микроскоп који је изграђен увећао је предмете које је прегледао 400 пута. У данашње време инструменти могу чак увећати објект 500.000 пута.

Медицинске и здравствене користи

Електронски микроскоп је један од најважнијих изума за медицину и научне области, попут биологије. С инструментом се могу постићи фантастични резултати испитивања.

За медицину је посебно значајно било то што се вируси сада могу прегледати и електронским микроскопом. Вируси су многоструко мањи од бактерија, тако да их није могуће детаљно приказати светлосним микроскопом.

Унутрашњост ћелије не може се тачно истражити светлосним микроскопом. Међутим, са електронским микроскопом то се променило. Данас се опасније болести попут АИДС-а (ХИВ) или бјесноће могу много боље истражити електронским микроскопом.

Међутим, електронски микроскоп такође има неке недостатке. На пример, на објекте који се испитују може утицати сноп електрона јер се загрева или се брзи електрони сударају са целим атомима. Поред тога, трошкови набавке и одржавања електронског микроскопа су веома високи. Из тог разлога инструменте углавном користе истраживачки институти или приватни пружаоци услуга.