Όργανο μικροσκοπίου ηλεκτρονίου μετάδοσης

Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης (TEM), τύπος μικροσκοπίου ηλεκτρονίων που έχει τρία βασικά συστήματα: (1) ένα όπλο ηλεκτρονίων, το οποίο παράγει τη δέσμη ηλεκτρονίων, και το σύστημα συμπυκνωτή, το οποίο εστιάζει τη δέσμη στο αντικείμενο, (2) η παραγωγή εικόνας σύστημα, που αποτελείται από τον αντικειμενικό φακό, το στάδιο κινητού δείγματος και τους ενδιάμεσους φακούς και τους προβολείς, οι οποίοι εστιάζουν τα ηλεκτρόνια που διέρχονται από το δείγμα για να σχηματίσουν μια πραγματική, πολύ μεγεθυμένη εικόνα και (3) το σύστημα καταγραφής εικόνας, το οποίο μετατρέπει την εικόνα ηλεκτρονίων σε κάποια μορφή αντιληπτή από το ανθρώπινο μάτι. Το σύστημα εγγραφής εικόνας αποτελείται συνήθως από μια οθόνη φθορισμού για προβολή και εστίαση της εικόνας και μια ψηφιακή κάμερα για μόνιμες εγγραφές. Επιπλέον, απαιτείται ένα σύστημα κενού, το οποίο αποτελείται από αντλίες και τους σχετικούς μετρητές και βαλβίδες και τροφοδοτικά.

Κουίζ

Κουίζ Ηλεκτρονικής & Gadgets

Ποιο από αυτά δεν είναι τηλέφωνο;

Το σύστημα πυροβόλων όπλων και συμπυκνωτών ηλεκτρονίων

Η πηγή των ηλεκτρονίων, η κάθοδος, είναι ένα θερμαινόμενο νήμα βολφραμίου σχήματος V ή, σε όργανα υψηλής απόδοσης, μια απότομη αιχμηρή ράβδο από ένα υλικό όπως το εξαβοριούχο λανθάνιο. Το νήμα περιβάλλεται από ένα πλέγμα ελέγχου, που μερικές φορές ονομάζεται κύλινδρος Wehnelt, με ένα κεντρικό άνοιγμα τοποθετημένο στον άξονα της στήλης. η κορυφή της καθόδου είναι διατεταγμένη ώστε να βρίσκεται πάνω ή ακριβώς πάνω ή κάτω από αυτό το άνοιγμα. Η κάθοδος και το πλέγμα ελέγχου βρίσκονται σε αρνητικό δυναμικό ίσο με την επιθυμητή τάση επιτάχυνσης και είναι μονωμένα από το υπόλοιπο όργανο. Το τελικό ηλεκτρόδιο του πιστολιού ηλεκτρονίων είναι η άνοδος, η οποία έχει τη μορφή δίσκου με αξονική οπή. Τα ηλεκτρόνια φεύγουν από την κάθοδο και την ασπίδα, επιταχύνουν προς την άνοδο και, εάν η σταθεροποίηση της υψηλής τάσης είναι επαρκής, περάστε μέσω του κεντρικού ανοίγματος με σταθερή ενέργεια. Ο έλεγχος και η ευθυγράμμιση του πιστολιού ηλεκτρονίων είναι κρίσιμα για την εξασφάλιση ικανοποιητικής λειτουργίας.

Η ένταση και το γωνιακό άνοιγμα της δέσμης ελέγχονται από το σύστημα φακού συμπυκνωτή μεταξύ του πιστολιού και του δείγματος. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας απλός φακός για τη σύγκλιση της δέσμης στο αντικείμενο, αλλά, συνηθέστερα, χρησιμοποιείται ένας διπλός συμπυκνωτής. Σε αυτό, ο πρώτος φακός είναι δυνατός και παράγει μια μειωμένη εικόνα της πηγής, η οποία στη συνέχεια απεικονίζεται από τον δεύτερο φακό πάνω στο αντικείμενο. Μια τέτοια διάταξη είναι οικονομικής απόστασης μεταξύ του πιστολιού ηλεκτρονίων και του σταδίου του αντικειμένου και είναι πιο ευέλικτη, επειδή η μείωση του μεγέθους της εικόνας της πηγής (και ως εκ τούτου το τελικό μέγεθος της φωτιζόμενης περιοχής στο δείγμα) μπορεί να ποικίλλει ευρέως ελέγχοντας ο πρώτος φακός. Η χρήση μικρού μεγέθους σημείου ελαχιστοποιεί τις διαταραχές στο δείγμα λόγω θέρμανσης και ακτινοβολίας.

Το σύστημα παραγωγής εικόνας

Το πλέγμα δείγματος μεταφέρεται σε ένα μικρό συγκρατητήρα σε ένα κινητό στάδιο δείγματος. Ο αντικειμενικός φακός είναι συνήθως μικρού εστιακού μήκους (1-5 mm [0,04-0,2 ιντσών]) και παράγει μια πραγματική ενδιάμεση εικόνα που μεγεθύνεται περαιτέρω από τους φακούς ή τους φακούς του προβολέα. Ένας απλός φακός προβολέα μπορεί να παρέχει ένα εύρος μεγέθυνσης 5: 1, και με τη χρήση εναλλάξιμων πόλων στον προβολέα μπορεί να επιτευχθεί ένα μεγαλύτερο εύρος μεγεθύνσεων. Τα σύγχρονα όργανα χρησιμοποιούν δύο φακούς προβολέα (ο ένας ονομάζεται ενδιάμεσος φακός) για να επιτρέψουν μεγαλύτερο εύρος μεγέθυνσης και να παρέχουν μεγαλύτερη συνολική μεγέθυνση χωρίς ανάλογη αύξηση στο φυσικό μήκος της στήλης του μικροσκοπίου.

Για πρακτικούς λόγους σταθερότητας και φωτεινότητας της εικόνας, το μικροσκόπιο χρησιμοποιείται συχνά για να δώσει τελική μεγέθυνση 1.000-250.000 × στην οθόνη. Εάν απαιτείται υψηλότερη τελική μεγέθυνση, μπορεί να επιτευχθεί με φωτογραφική ή ψηφιακή μεγέθυνση. Η ποιότητα της τελικής εικόνας στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ακρίβεια των διαφόρων μηχανικών και ηλεκτρικών ρυθμίσεων με τις οποίες οι διάφοροι φακοί είναι ευθυγραμμισμένοι μεταξύ τους και με το σύστημα φωτισμού. Οι φακοί απαιτούν τροφοδοσία υψηλού βαθμού σταθερότητας. Για το υψηλότερο επίπεδο ανάλυσης, είναι απαραίτητη η ηλεκτρονική σταθεροποίηση σε καλύτερη από ένα μέρος σε ένα εκατομμύριο. Ο έλεγχος ενός σύγχρονου μικροσκοπίου ηλεκτρονίων πραγματοποιείται από έναν υπολογιστή και είναι διαθέσιμο διαθέσιμο ειδικό λογισμικό.

Εγγραφή εικόνας

Η εικόνα ηλεκτρονίων είναι μονοχρωματική και πρέπει να είναι ορατή στον οφθαλμό είτε επιτρέποντας στα ηλεκτρόνια να πέσουν σε μια οθόνη φθορισμού που είναι τοποθετημένη στη βάση της στήλης μικροσκοπίου ή με την ψηφιακή λήψη της εικόνας για προβολή σε οθόνη υπολογιστή. Οι μηχανογραφημένες εικόνες αποθηκεύονται σε μορφή όπως TIFF ή JPEG και μπορούν να αναλυθούν ή να υποβληθούν σε επεξεργασία εικόνας πριν από τη δημοσίευση. Η αναγνώριση συγκεκριμένων περιοχών μιας εικόνας, ή pixel με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά, επιτρέπει την προσθήκη ψευδών χρωμάτων σε μια μονόχρωμη εικόνα. Αυτό μπορεί να βοηθήσει στην οπτική ερμηνεία και διδασκαλία και μπορεί να δημιουργήσει μια οπτικά ελκυστική εικόνα από την ακατέργαστη εικόνα.