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 гораздо большее увеличение и отображать детали, недоступные оптическим микроскопам.
Как работает микроскоп
Просвечивающие электронные микроскопы работают аналогично оптическим микроскопам, но вместо света или фотонов они используют пучок электронов. Электронная пушка является источником электронов и работает как источник света в оптическом микроскопе. Отрицательно заряженные электроны притягиваются к аноду, кольцевому устройству с положительным электрическим зарядом. Магнитная линза фокусирует поток электронов, когда они проходят через вакуум внутри микроскопа. Эти сфокусированные электроны ударяются о образец на предметном столике и отражаются от образца, создавая при этом рентгеновские лучи. Отразившиеся или рассеянные электроны, а также рентгеновские лучи преобразуются в сигнал, который передает изображение на экран телевизора, где ученый рассматривает образец.
Преимущества просвечивающего электронного микроскопа
И в оптическом микроскопе, и в просвечивающем электронном микроскопе используются образцы с тонкими срезами. 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 отчетливо видно внутреннее устройство клеток, такое как митохондрии и органеллы.
Просвечивающий электронный микроскоп обеспечивает отличное разрешение кристаллографической структуры образцов и может даже показать расположение атомов в образце.
Пределы просвечивающего 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 хрупкие образцы также могут быть повреждены электронным лучом, и их необходимо сначала окрасить или покрыть химическим веществом для защиты. Однако такая обработка иногда приводит к разрушению образца.
Немного истории
Обычные микроскопы используют сфокусированный свет для увеличения изображения, но у них есть встроенное физическое ограничение примерно в 1000 раз. Этот предел был достигнут в 1930-х годах, но ученые хотели иметь возможность увеличить увеличение. потенциал своих микроскопов, чтобы они могли исследовать внутреннюю структуру клеток и другие микроскопические конструкции.
В 1931 году Макс Кнолль и Эрнст Руска разработали первый просвечивающий электронный микроскоп. Из-за сложности необходимого электронного устройства, используемого в микроскопе, до в середине 1960-х годов появились первые коммерчески доступные просвечивающие электронные микроскопы. ученые.
Эрнст Руска был удостоен Нобелевской премии по физике 1986 года за свою работу по развитию электронного микроскопа и электронной микроскопии.