Obsah:
Představení společnosti Měříme (Smět 2024)
Transmisní elektronový mikroskop (TEM), typ elektronového mikroskopu, který má tři základní systémy: (1) elektronovou pistoli, která produkuje elektronový paprsek, a kondenzátorový systém, který paprsek zaměřuje na objekt, (2) obraz vytvářející obraz systém, který se skládá z objektivu, pohyblivého stadia vzorku a přechodných a projektorových čoček, které zaostřují elektrony procházející vzorkem, aby vytvořily skutečný, vysoce zvětšený obraz, a (3) systém záznamu obrazu, který převádí elektronový obraz do nějaké formy vnímatelné lidským okem. Systém záznamu obrazu obvykle sestává z fluorescenční obrazovky pro prohlížení a zaostření obrazu a digitální kamery pro trvalé záznamy. Kromě toho je zapotřebí vakuový systém sestávající z čerpadel a jejich přidružených měřidel a ventilů a napájecích zdrojů.
Kviz
Kvíz pro elektroniku a miniaplikace
Který z nich není telefon?
Elektronová zbraň a kondenzační systém
Zdrojem elektronů, katodou, je vyhřívané wolframové vlákno ve tvaru písmene V nebo, u vysoce výkonných nástrojů, ostře ohnutá tyč z materiálu, jako je hexaborid lanthanitý. Vlákno je obklopeno ovládací mřížkou, někdy nazývanou Wehneltovým válcem, se středovým otvorem uspořádaným na ose sloupce; vrchol katody je uspořádán tak, aby ležel na nebo těsně nad nebo pod tímto otvorem. Katoda a řídicí mřížka mají záporný potenciál rovnající se požadovanému urychlovacímu napětí a jsou izolovány od zbytku přístroje. Konečná elektroda elektronového děla je anoda, která má tvar disku s axiálním otvorem. Elektrony opouštějí katodu a štít, zrychlují směrem k anodě, a pokud je stabilizace vysokého napětí dostatečná, prochází středním otvorem při konstantní energii. Řízení a seřízení elektronové pistole jsou rozhodující pro zajištění uspokojivého provozu.
Intenzita a úhlová apertura paprsku jsou řízeny systémem kondenzátorových čoček mezi pistolí a vzorkem. Pro konvergování paprsku na objekt může být použita jediná čočka, ale běžněji se používá dvojitý kondenzátor. V tomto je první čočka silná a vytváří zmenšený obraz zdroje, který je potom druhým objektivem zobrazen na předmětu. Takové uspořádání je úsporné z hlediska prostoru mezi elektronovou pistolí a fází objektu a je pružnější, protože zmenšení velikosti obrazu zdroje (a tím i konečné velikosti osvětlené oblasti na vzorku) se může široce měnit řízením první čočka. Použití malé velikosti místa minimalizuje poruchy ve vzorku způsobené zahříváním a ozářením.
Systém vytvářející obraz
Mřížka vzorku je nesena v malém držáku v pohyblivé fázi vzorku. Objektiv objektivu má obvykle krátkou ohniskovou vzdálenost (1–5 mm [0,04–0,2 palce]) a vytváří skutečný mezilehlý obraz, který je dále zvětšen objektivem nebo čočkami projektoru. Jediná čočka projektoru může poskytovat rozsah zvětšení 5: 1 a použitím výměnných pólových nástavců v projektoru lze získat širší rozsah zvětšení. Moderní nástroje používají dvě čočky projektoru (jedna se nazývá prostřední čočka), aby umožnily větší rozsah zvětšení a zajistily větší celkové zvětšení bez odpovídajícího zvětšení fyzické délky sloupce mikroskopu.
Z praktických důvodů stability obrazu a jasu je mikroskop často provozován tak, aby na obrazovce dosáhl konečného zvětšení 1 000–2 000 000 ×. Pokud je požadováno vyšší konečné zvětšení, může být dosaženo fotografickým nebo digitálním zvětšením. Kvalita výsledného obrazu v elektronovém mikroskopu do značné míry závisí na přesnosti různých mechanických a elektrických úprav, se kterými jsou různé čočky vzájemně sladěny, a na osvětlovacím systému. Čočky vyžadují napájecí zdroje s vysokou mírou stability; pro nejvyšší standard rozlišení je nutná elektronická stabilizace na lepší než jednu část z milionu. Ovládání moderního elektronového mikroskopu se provádí pomocí počítače a je k dispozici vyhrazený software.
Záznam obrazu
Obraz elektronů je monochromatický a musí být pro oko viditelný buď umožněním elektronům dopadnout na fluorescenční obrazovku umístěnou na základně mikroskopického sloupce, nebo digitálním zachycením obrázku pro zobrazení na monitoru počítače. Počítačové obrazy jsou ukládány ve formátu, jako je TIFF nebo JPEG, a mohou být analyzovány nebo zpracovány před zveřejněním. Identifikace specifických oblastí obrazu nebo pixelů se specifikovanými vlastnostmi umožňuje přidat k monochromatickému obrazu rušivé barvy. To může být pomůckou pro vizuální interpretaci a výuku a může vytvořit vizuálně atraktivní obrázek ze surového obrazu.
