전자 현미경

그만큼 전자 현미경 전형적인 현미경의 중요한 변형으로 전자의 도움으로 물체의 표면이나 내부를 이미지화 할 수 있습니다.

전자 현미경이란?

초기에 전자 현미경은 현미경 이상. 전자선을 적용하여 물체를 시각적으로 확대 할 수있는 과학적 도구로,보다 철저한 조사가 가능합니다.

전자 현미경을 사용하면 광학 현미경보다 훨씬 높은 해상도를 얻을 수 있습니다. 최상의 시나리오에서 광학 현미경은 2 천배의 배율을 달성 할 수 있습니다. 두 지점 사이의 거리가 빛 파장의 절반 미만이면 육안으로 더 이상 개별적으로 볼 수 없습니다.

반면에 전자 현미경은 1 : 1,000,000의 배율을 달성합니다. 이것은 전자 현미경의 파동이 빛의 파동보다 훨씬 짧다는 사실로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 간섭하는 공기 분자를 제거하기 위해 전자빔은 거대한 전기장을 통해 진공 상태에서 물체에 집중됩니다.

최초의 전자 현미경은 1931 년 독일 전기 엔지니어 인 Ernst Ruska (1906-1988)와 Max Knoll (1897-1969)에 의해 만들어졌습니다. 그러나 처음에는 전자 투명 물체가 이미지로 사용되지 않고 작은 금속 격자가 사용되었습니다. Ernst Ruska는 또한 1938 년에 상업적 목적으로 사용 된 최초의 전자 현미경을 제작했습니다. 1986 년 Ruska는 슈퍼 현미경으로 노벨 물리학상을 받았습니다.

수년에 걸쳐 전자 현미경은 지속적으로 새로운 디자인과 기술 개선을 거쳐 전자 현미경은 오늘날 과학에서 없어서는 안될 부분이되었습니다.

모양, 유형 및 유형

전자 현미경의 가장 중요한 기본 유형은 주사 전자 현미경 (SEM)과 투과 전자 현미경 (TEM)입니다. 주사 전자 현미경은 거대한 물체 위에 얇은 전자 빔을 스캔합니다. 물체에서 나오거나 뒤로 산란되는 전자 또는 기타 신호를 동시에 감지 할 수 있습니다. 전자빔이 감지하는 이미지 포인트의 강도 값은 감지 된 전류에 의해 결정됩니다.

원칙적으로 결정된 데이터는 연결된 화면에 표시 될 수 있습니다. 이러한 방식으로 사용자는 실시간으로 이미지의 구조를 따를 수 있습니다. 전자빔으로 스캔 할 때 전자 현미경은 물체의 표면으로 제한됩니다. 시각화를 위해 기기는 이미지를 형광 스크린 위로 보냅니다. 사진 촬영 후 사진을 1 : 200,000까지 확대 할 수 있습니다.

Ernst Ruska가 만든 투과형 전자 현미경을 사용하면 적절하게 얇아 야하는 검사 대상 물체에 전자가 조사됩니다. 물체의 적절한 두께는 물체 물질 원자의 원자 번호, 원하는 분해능 및 가속 전압 수준에 따라 수 나노 미터에서 수 마이크로 미터까지 다양합니다. 가속 전압이 낮고 원자 번호가 높을수록 물체는 더 얇아 야합니다. 투과 전자 현미경의 이미지는 흡수 된 전자에 의해 생성됩니다.

전자 현미경의 또 다른 하위 유형은 복잡한 단백질 구조를 검사하는 데 사용되는 사이로 전자 현미경 (KEM)과 매우 높은 가속 범위를 갖는 고전압 전자 현미경입니다. 큰 물체를 나타내는 데 사용됩니다.

구조 및 기능

전자 현미경의 구조는 광학 현미경과 거의 공통점이없는 것 같습니다. 그러나 유사점이 있습니다. 전자총은 상단에 있습니다. 가장 간단한 경우에는 텅스텐 와이어가 될 수 있습니다. 이것은 가열되어 전자를 방출합니다. 전자빔은 고리 모양의 전자석에 의해 집중됩니다. 전자석은 광학 현미경의 렌즈와 유사합니다.

미세한 전자빔은 이제 시료에서 전자를 독립적으로 제거 할 수 있습니다. 그런 다음 전자는 이미지를 생성 할 수있는 검출기에 의해 다시 포착됩니다. 전자빔이 움직이지 않으면 한 점만 이미지화 할 수 있습니다. 그러나 영역을 스캔하면 변경이 발생합니다. 전자빔은 전자석에 의해 편향되고 검사 대상 물체를 한 줄씩 안내합니다. 이 스캔은 물체의 확대 된 고해상도 이미지를 가능하게합니다.

검사관이 물체에 더 가까이 가고 싶다면 전자빔이 스캔되는 영역 만 줄이면됩니다. 스캔 영역이 작을수록 개체가 더 크게 표시됩니다.

최초로 제작 된 전자 현미경은 조사한 물체를 400 배 확대했다. 오늘날이 도구는 물체를 50 만 배 확대 할 수도 있습니다.

의료 및 건강 혜택

전자 현미경은 생물학과 같은 의학 및 과학 분야에서 가장 중요한 발명품 중 하나입니다. 악기로 환상적인 검사 결과를 얻을 수 있습니다.

특히 의학에서 중요한 것은 바이러스를 전자 현미경으로도 검사 할 수 있다는 사실이었습니다. 바이러스는 박테리아보다 몇 배나 작기 때문에 광학 현미경으로 자세히 볼 수 없습니다.

세포의 내부도 광학 현미경으로 정확하게 탐색 할 수 없습니다. 그러나 전자 현미경에서는 이것이 바뀌 었습니다. 오늘날 AIDS (HIV) 나 광견병과 같은 위험한 질병은 전자 현미경으로 훨씬 더 잘 연구 할 수 있습니다.

그러나 전자 현미경에도 몇 가지 단점이있다. 예를 들어, 조사중인 물체는 가열되거나 빠른 전자가 전체 원자와 충돌하기 때문에 전자 빔의 영향을받을 수 있습니다. 또한 전자 현미경의 구입 및 유지 관리 비용이 매우 높습니다. 이러한 이유로 기기는 주로 연구 기관이나 민간 서비스 제공 업체에서 사용합니다.