電子顕微鏡は、古典的な顕微鏡の重要なバリエーションを表しています。 電子の助けを借りて、それは物体の表面または内部を画像化することができます。
電子顕微鏡とは何ですか？
電子顕微鏡は、古典的な顕微鏡の重要なバリエーションを表しています。 以前は、電子顕微鏡は超顕微鏡としても知られていました。 これは、電子ビームを適用することでオブジェクトを絵画的に拡大できる科学機器として機能し、より徹底的な検査を可能にします。 電子顕微鏡では、光学顕微鏡よりもはるかに高い解像度を実現できます。 光学顕微鏡は、最良の場合、1倍の倍率を達成することができます。 ただし、1,000,000点間の距離が光の波長の半分未満の場合、人間の目はそれらを個別に区別できなくなります。 一方、電子顕微鏡はXNUMX：XNUMXの倍率を達成します。 これは、電子顕微鏡の波が光の波よりもかなり短いという事実に起因する可能性があります。 干渉する空気を排除するには 、電子ビームは、大規模な電場によって真空中の物体に集束されます。 最初の電子顕微鏡は、1931年にドイツの電気技師Ernst Ruska（1906-1988）とMax Knoll（1897-1969）によって開発されました。 しかし、当初は、電子透過性の物体ではなく、小さな金属格子が画像として機能していました。 エルンスト・ルスカはまた、1938年に商業目的で使用される最初の電子顕微鏡を構築しました。1986年に、ルスカは彼の超顕微鏡でノーベル物理学賞を受賞しました。 何年にもわたって、電子顕微鏡は新しい設計と技術的改良に絶えずさらされてきたので、今日では電子顕微鏡なしで科学を想像することは不可能です。
形、種類、種類
電子顕微鏡の主な基本的なタイプには、走査型電子顕微鏡（SEM）と透過型電子顕微鏡（TEM）があります。 走査型電子顕微鏡は、固体の物体を横切る細い電子ビームを走査します。 物体から再出現したり、後方散乱したりする電子やその他の信号を同期的に検出できます。 検出された電流は、電子ビームがスキャンするピクセルの強度値を決定します。 原則として、決定されたデータは接続された画面に表示できます。 このようにして、ユーザーは画像の蓄積をリアルタイムで追跡することができます。 電子ビームでスキャンする場合、電子顕微鏡は対象物の表面に限定されます。 視覚化のために、機器は蛍光スクリーン全体に画像を向けます。 撮影後、画像は最大1：200,000まで拡大できます。 エルンスト・ルスカが開発した透過型電子顕微鏡を使用する場合、適切な薄さを備えている必要がある検査対象物に電子が照射されます。 物体の適切な厚さは、数ナノメートルから数マイクロメートルまで変化します。これは、物体材料の原子の原子番号、目的の解像度、および加速電圧のレベルによって異なります。 加速電圧が低く、原子番号が高いほど、オブジェクトを薄くする必要があります。 透過型電子顕微鏡の画像は、吸収された電子によって形成されます。 電子顕微鏡の他のサブタイプには、複雑なタンパク質構造を研究するために使用されるカイロ電子顕微鏡（KEM）、および非常に高い加速マージンを持つ高電圧電子顕微鏡が含まれます。 広範囲のオブジェクトを画像化するために使用されます。
構造と動作モード
電子顕微鏡の構造は、内部の光学顕微鏡とほとんど共通点がないようです。 それにもかかわらず、類似点があります。 たとえば、電子銃は上部にあります。 最も単純なケースでは、これはタングステンワイヤーである可能性があります。 これは加熱されて電子を放出します。 電子ビームは、リング状の電磁石によって集束されます。 電磁石は光学顕微鏡のレンズに似ています。 微細な電子ビームは、サンプルから電子を独立してノックアウトできるようになりました。 次に、電子は検出器によって再び収集され、そこから画像を生成することができます。 電子ビームが動かない場合は一点しか画像化できませんが、表面の走査を行うと変化が起こります。 電子ビームは、電磁石によって偏向され、検査対象物上を線ごとにガイドされます。 このスキャンにより、オブジェクトの拡大された高解像度の画像が可能になります。 検査官が物体にさらに近づきたい場合は、電子ビームがスキャンされる領域を減らすだけで済みます。 スキャン領域が小さいほど、オブジェクトが大きく表示されます。 建設された最初の電子顕微鏡は、検査対象物を400倍に拡大しました。 現代では、楽器はオブジェクトを500,000万倍にも拡大することができます。
医療と健康上の利点
医学や生物学などの科学分野にとって、電子顕微鏡は最も重要な発明のXNUMXつです。 したがって、素晴らしい検査結果を機器で得ることができます。 医学にとって特に重要なのは、 ウイルス 今では電子顕微鏡で調べることもできます。 ウイルスたとえば、 細菌、そのため、光学顕微鏡で詳細に画像化することはできません。 また、細胞の内部を光学顕微鏡で詳細に調べることもできません。 しかし、これは電子顕微鏡で変わりました。 今日、のような危険な病気 エイズ （HIV）または 狂犬病 電子顕微鏡ではるかによく調査することができます。 しかし、電子顕微鏡にはいくつかの欠点もあります。 たとえば、検査されるオブジェクトは、加熱のため、または高速電子が完全な原子と衝突するため、電子ビームの影響を受ける可能性があります。 さらに、電子顕微鏡の取得と維持のコストは非常に高いです。 このため、これらの機器は主に研究機関や民間のサービスプロバイダーによって使用されています。
