Transzmissziós elektronmikroszkóp

Transzmissziós elektronmikroszkóp (TEM), az elektronmikroszkóp típusa, amely három alapvető rendszerrel rendelkezik: (1) egy elektronpisztoly, amely az elektronnyalábot hozza létre, és a kondenzátorrendszer, amely a sugárnyalábot az objektumra fókuszálja, (2) a képet előállító rendszer, amely objektív lencséből, mozgatható minta stádiumból, valamint közbenső és kivetítő lencsékből áll, amelyek a mintán áthaladó elektronokat fókuszálják, hogy valós, nagyan nagyított képet képezzenek, és (3) a képrögzítő rendszer, amely átalakítja az elektron képet az emberi szem számára érzékelhető formába. A képrögzítő rendszer általában fluoreszkáló képernyőből áll a kép megtekintéséhez és fókuszálásához, valamint digitális kamerából állandó felvételek készítéséhez. Ezenkívül vákuumrendszerre van szükség, amely szivattyúkból és hozzájuk tartozó mérőeszközökből, szelepekből és tápegységekből áll.

kvíz

Elektronika és modulok kvíz

Ezek közül melyik nem telefon?

Az elektronpisztoly és a kondenzátorrendszer

Az elektronok forrása, a katód, egy fűtött V alakú volfrámszál, vagy nagyteljesítményű műszerekben egy éles hegyű rúd egy anyagból, például lantán-hexaboridból. Az izzószálat egy vezérlőrács veszi körül, amelyet néha Wehnelt hengernek hívnak, és az oszlop tengelyén egy központi nyílás van elrendezve; a katód csúcsa úgy van elrendezve, hogy ezen nyílás fölött vagy közvetlenül vagy felett fekszik. A katód és a vezérlőrács negatív potenciálján van, amely megegyezik a kívánt gyorsítófeszültséggel, és el vannak szigetelve a műszer többi részétől. Az elektronpisztoly utolsó elektródja az anód, amely tengelyirányú lyukkal ellátott tárcsa alakjában van. Az elektronok elhagyják a katódot és az árnyékolást, felgyorsulnak az anód felé, és ha a nagyfeszültség stabilizálása megfelelő, állandó energiával haladnak át a központi nyíláson. Az elektronpisztoly vezérlése és beállítása elengedhetetlen a kielégítő működés biztosításához.

A sugárzás intenzitását és szögletes rekeszét a pisztoly és a minta közötti kondenzátor lencse-rendszer szabályozza. Egyetlen lencsét lehet használni a sugárzásnak a tárgyra való átalakításához, de általában egy kettős kondenzátort alkalmaznak. Ebben az első lencse erős és csökkentett képet ad a forrásról, amelyet a második lencse az objektumra képez. Egy ilyen elrendezés az elektronpisztoly és a tárgyasztal közötti helytakarékos, és rugalmasabb, mivel a forrás képének méretének (és így a minta megvilágított területének végső méretének) nagysága változhat a vezérlés vezérlésével. az első lencse. Kicsi foltméret használata minimalizálja a minta melegítés és besugárzás okozta zavarásait.

Kép-előállító rendszer

A mintadarabot egy kicsi tartóban szállítják mozgatható mintadarabban. Az objektív lencse általában rövid fókusztávolságú (1–5 mm [0,04–0,2 hüvelyk]), és valós közbenső képet eredményez, amelyet a projektor lencséje vagy lencsék tovább nagyítanak. Egyetlen kivetítő lencséje 5: 1 nagyítási tartományt biztosíthat, és cserélhető pólusdarabok használatával a kivetítőben szélesebb nagyítási tartomány érhető el. A modern műszerek két projektor lencsét használnak (az egyiket köztes lencsének nevezik), hogy nagyobb nagyítási tartományt biztosítsanak, és nagyobb teljes nagyítást biztosítsanak a mikroszkóp oszlopának fizikai hosszának arányos növekedése nélkül.

A képstabilitás és a fényerő gyakorlati okokból a mikroszkópot gyakran úgy működtetik, hogy a képernyő végső nagyítása 1000–250 000 × legyen. Ha nagyobb végső nagyításra van szükség, akkor azt fényképészeti vagy digitális nagyítással lehet elérni. Az elektronmikroszkópban a végső kép minősége nagymértékben függ a különféle mechanikai és elektromos beállítások pontosságától, amelyekkel a különféle lencsék egymáshoz és a megvilágító rendszerhez vannak igazítva. A lencsék magas fokú stabilitást igényelnek; a legmagasabb szintű felbontáshoz az egymillió milliárd résznél jobb elektronikus stabilizációra van szükség. A modern elektronmikroszkóp vezérlését egy számítógép végzi, és dedikált szoftver könnyen elérhető.

Kép rögzítése

Az elektronkép monokróm, és a szem számára láthatóvá kell tenni, akár hagyva, hogy az elektronok a mikroszkópos oszlop alján felszerelt fluoreszkáló képernyőn esjenek, vagy a képet digitális módon rögzítsék a számítógép monitorán való megjelenítéshez. A számítógépes képeket TIFF vagy JPEG formátumban tárolják, és a közzététel előtt elemezhetők vagy képfeldolgozhatók. A kép meghatározott területeinek vagy a meghatározott jellemzőkkel rendelkező képpontok azonosítása lehetővé teszi, hogy hamis színeket adjunk a monokróm képhez. Ez elősegítheti a vizuális értelmezést és a tanítást, és vizuálisan vonzó képet hozhat létre a nyers képből.