电子显微镜:应用与健康益处

电子显微镜代表了经典显微镜的重大变化。 借助电子,它可以对物体的表面或内部成像。

什么是电子显微镜?

电子显微镜代表了经典显微镜的重大变化。 在早期,电子显微镜也被称为超级显微镜。 它是一种科学仪器,可以通过使用电子束以图形方式放大对象,从而可以进行更彻底的检查。 电子显微镜可以比光学显微镜获得更高的分辨率。 光学显微镜在最佳情况下可以达到1倍的放大倍率。 但是,如果两点之间的距离小于光波长的一半,则人眼不再能够分别区分它们。 另一方面,电子显微镜的放大倍数为1,000,000:XNUMX。 这可以归因于电子显微镜的波比光波短得多的事实。 消除空气干扰 分子,电子束会在真空中通过大量电场聚焦在物体上。 第一台电子显微镜是由德国电气工程师Ernst Ruska(1931-1906)和Max Knoll(1988-1897)在1969年开发的。 但是,最初,小的金属光栅而不是电子透明的物体用作图像。 恩斯特·鲁斯卡(Ernst Ruska)还在1938年制造了第一台用于商业目的的电子显微镜。1986年,鲁斯卡(Ruska)的超级显微镜获得了诺贝尔物理学奖。 多年来,电子显微镜一直在不断进行新的设计和技术改进,因此在当今,没有电子显微镜就无法想象科学。

形状,类型和种类

电子显微镜的主要基本类型包括扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)。 扫描电子显微镜扫描细小的电子束穿过固体物体。 可以同步检测从物体重新发射或反向散射的电子或其他信号。 检测到的电流确定电子束扫描的像素的强度值。 通常,确定的数据可以显示在连接的屏幕上。 这样,用户能够实时跟踪图像的累积。 用电子束扫描时,电子显微镜仅限于物体表面。 为了可视化,该仪器将图像定向在荧光屏上。 摄影后,图像可以放大到1:200,000。 当使用由恩斯特·鲁斯卡(Ernst Ruska)发明的透射电子显微镜时,被检查的物体必须具有适当的薄度,并被电子辐照。 物体的合适厚度在几纳米到几微米之间变化,这取决于物体材料原子的原子序数,所需的分辨率和加速电压的水平。 加速电压越低,原子序数越高,物体必须越薄。 透射电子显微镜的图像由吸收的电子形成。 电子显微镜的其他子类型包括用于研究复杂蛋白质结构的kyroelectron显微镜(KEM)和具有非常高的加速裕度的高压电子显微镜。 它用于对大量物体成像。

结构和运作方式

电子显微镜的结构似乎与内部的光学显微镜没有什么共同点。 尽管如此,还是有相似之处的。 例如,电子枪位于顶部。 在最简单的情况下,这可以是钨丝。 这被加热并发射电子。 电子束被具有环形形状的电磁体聚焦。 电磁体类似于光学显微镜中的透镜。 细电子束现在能够独立地将电子从样品中剔除。 然后通过检测器再次收集电子,可以从中生成图像。 如果电子束不移动,则只能成像一个点,但是如果进行表面扫描,则会发生变化。 电子束被电磁体偏转,并在被检查物体上逐行引导。 通过该扫描,可以对物体进行放大且高分辨率的图像。 如果检查者想靠近物体,他只需要减小扫描电子束的面积即可。 扫描区域越小,显示的对象越大。 构造的第一台电子显微镜将检查对象放大了400倍。 在现代,这些仪器甚至可以将一个对象放大500,000倍。

医疗和健康福利

对于医学和生物学等科学分支而言,电子显微镜是最重要的发明之一。 因此,使用该仪器可以获得出色的检查结果。 对医学特别重要的事实是 病毒 现在也可以用电子显微镜检查 病毒,例如,比 ,因此无法通过光学显微镜对其进行详细成像。 光学显微镜也无法对细胞内部进行详细处理。 但是,这在电子显微镜下发生了变化。 如今,诸如 艾滋病 (HIV)或 狂犬病 可以用电子显微镜更好地研究。 但是,电子显微镜也有一些缺点。 例如,由于加热或加速的电子与完整的原子碰撞,被检查的物体可能会受到电子束的影响。 另外,电子显微镜的购置和维护成本非常高。 因此,这些仪器主要供研究机构或私人服务提供者使用。