Электронный микроскоп

Современные оптические микроскопы могут давать достаточно большое увеличение, примерно в раз. Но оно во многих случаях не может быть использовано, т.к. возможность различения мелких деталей объекта ограничивается дифракционными явлениями – при прохождении света через объект происходит дифракция света, и изображение теряет резкость контура. Поэтому при работе с биологическими объектами в оптическом микроскопе не видны вирусы, детали строения многих микробов и т.д.

Разрешение оптического микроскопа можно увеличить, уменьшив предел разрешения – наименьшее расстояние, при котором наблюдаются две соседние точки объекта

.

Конструктивно изменять апертуру микроскопа ( - показатель преломления, - апертурный угол) не рационально, а вот на зависимость от следует обратить внимание.

Очевидно, чем меньше , тем меньше и тем более мелкие детали можно рассмотреть. В оптическом микроскопе информации о рассматриваемом предмете мы получаем с помощью видимого света, длина волны которого имеет порядок . Если в качестве носителя информации взять не свет, а электроны с длиной волны порядка , то

уменьшится в раз, а разрешение увеличится в раз! Такой микроскоп изобрели и назвали его электронным микроскопом. Принципиально его схема похожа на схему оптического микроскопа, в котором стеклянные линзы заменены на электронные линзы. В основе его лежит электронно-лучевая трубка.

Для фокусировки элект-ронов используются плоские электромагнитные катушки,

Рис. 2

называемые магнитными линзами. Линзы расположены концентрично оси электронно-лучевой трубки. Фокусировка осуществляется магнитным полем, линии напряженности которого расположены в направлении хода электронного луча.

Конденсорная линза направляет электронный луч на объект , на атомах и молекулах вещества которого происходит рассеяние электронов (это проявление волновых свойств). Интенсивность рассеяния зависит от структуры объекта. После электронной линзы образуется промежуточное изображение . С помощью проекционной линзы изображение ещё раз увеличивается и регистрируется либо на экране, либо на фотопластинке. Электроны, рассеянные каждой точкой объекта после конденсорной линзы, сфокусированные в точку на светящемся экране или фотопластинке, в совокупности дают изображение, хорошо передающее микроструктуру, через которую они прошли.

Объектами наблюдения являются молекулы, бактерии, тончайшие микроскопические срезы, жидкие среды в виде пленок. Объекты помещаются в кольцевую диафрагму, рамку или сетку с мельчайшими отверстиями.

Размеры микроскопа около 2-х метров, это стационарное устройство, в котором поддерживается высокий вакуум с помощью вакуумного насоса. Неудобством является нарушение вакуума при внесении в микроскоп объектов, кроме того, вакуум искажает биологические свойства объектов.