Dụng cụ kính hiển vi điện tử truyền

Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), loại kính hiển vi điện tử có ba hệ thống thiết yếu: (1) súng điện tử, tạo ra chùm điện tử và hệ thống ngưng tụ, tập trung chùm tia vào vật thể, (2) tạo ra hình ảnh hệ thống, bao gồm thấu kính vật kính, giai đoạn mẫu vật có thể di chuyển, và thấu kính trung gian và máy chiếu, tập trung các electron đi qua mẫu vật để tạo thành một hình ảnh thực, có độ phóng đại cao và (3) hệ thống ghi hình ảnh, giúp chuyển đổi hình ảnh điện tử thành một số dạng có thể cảm nhận được bằng mắt người. Hệ thống ghi hình ảnh thường bao gồm một màn hình huỳnh quang để xem và lấy nét hình ảnh và một máy ảnh kỹ thuật số để ghi lại vĩnh viễn. Ngoài ra, cần có một hệ thống chân không, bao gồm máy bơm, đồng hồ đo và van liên quan của chúng, và nguồn cung cấp điện.

Đố

Trắc nghiệm Điện tử & Tiện ích

Cái nào trong số này không phải là điện thoại?

Súng điện tử và hệ thống ngưng tụ

Nguồn điện tử, cực âm, là dây tóc vonfram hình chữ V được nung nóng hoặc, trong các dụng cụ hiệu suất cao, một thanh nhọn của vật liệu như lanthanum hexaboride. Dây tóc được bao quanh bởi lưới điều khiển, đôi khi được gọi là hình trụ Wehnelt, với khẩu độ trung tâm được bố trí trên trục của cột; đỉnh của cực âm được bố trí để nằm ở hoặc ngay phía trên hoặc bên dưới khẩu độ này. Cực âm và lưới điều khiển ở điện thế âm bằng điện áp gia tốc mong muốn và được cách điện với phần còn lại của thiết bị. Điện cực cuối cùng của súng điện tử là cực dương, có dạng đĩa có lỗ trục. Các electron rời khỏi cực âm và lá chắn, tăng tốc về phía cực dương, và, nếu sự ổn định của điện áp cao là đủ, hãy đi qua khẩu độ trung tâm với năng lượng không đổi. Việc kiểm soát và căn chỉnh của súng điện tử là rất quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động thỏa đáng.

Cường độ và khẩu độ góc của chùm tia được điều khiển bởi hệ thống thấu kính ngưng tụ giữa súng và mẫu vật. Một thấu kính đơn có thể được sử dụng để hội tụ chùm tia vào vật thể, nhưng, thông thường hơn, một tụ ngưng đôi được sử dụng. Trong trường hợp này, ống kính đầu tiên rất mạnh và tạo ra hình ảnh nguồn bị giảm, sau đó được ống kính thứ hai chụp vào vật thể. Sự sắp xếp như vậy là kinh tế về không gian giữa súng điện tử và giai đoạn vật thể và linh hoạt hơn, bởi vì việc giảm kích thước hình ảnh của nguồn (và do đó kích thước cuối cùng của vùng được chiếu sáng trên mẫu vật) có thể được thay đổi rộng rãi bằng cách kiểm soát ống kính đầu tiên. Việc sử dụng kích thước điểm nhỏ sẽ giảm thiểu nhiễu loạn trong mẫu vật do gia nhiệt và chiếu xạ.

Hệ thống sản xuất hình ảnh

Lưới mẫu vật được mang trong một giá đỡ nhỏ trong giai đoạn mẫu vật có thể di chuyển. Ống kính mục tiêu thường có tiêu cự ngắn (1 Hay5 mm [0,04 Way0,2 inch]) và tạo ra hình ảnh trung gian thực được phóng to hơn bởi ống kính máy chiếu hoặc ống kính. Một ống kính máy chiếu đơn có thể cung cấp phạm vi phóng đại 5: 1, và bằng cách sử dụng các mảnh cực có thể hoán đổi cho nhau trong máy chiếu, có thể thu được phạm vi phóng đại rộng hơn. Các thiết bị hiện đại sử dụng hai thấu kính máy chiếu (một được gọi là thấu kính trung gian) để cho phép phạm vi phóng đại lớn hơn và cung cấp độ phóng đại tổng thể lớn hơn mà không tăng tương xứng về chiều dài vật lý của cột kính hiển vi.

Vì các lý do thực tế về độ ổn định và độ sáng của hình ảnh, kính hiển vi thường được vận hành để cho độ phóng đại cuối cùng là 1.000 Than250.000 × trên màn hình. Nếu độ phóng đại cuối cùng cao hơn được yêu cầu, nó có thể thu được bằng cách phóng to ảnh hoặc kỹ thuật số. Chất lượng của hình ảnh cuối cùng trong kính hiển vi điện tử phụ thuộc phần lớn vào độ chính xác của các điều chỉnh cơ và điện khác nhau mà các thấu kính khác nhau được đặt thẳng hàng với nhau và với hệ thống chiếu sáng. Các ống kính đòi hỏi nguồn cung cấp năng lượng ổn định cao; đối với tiêu chuẩn cao nhất của độ phân giải, việc ổn định điện tử tốt hơn một phần trong một triệu là cần thiết. Việc điều khiển kính hiển vi điện tử hiện đại được thực hiện bằng máy tính và có sẵn phần mềm chuyên dụng.

Ghi hình

Hình ảnh điện tử là đơn sắc và phải được nhìn thấy bằng mắt bằng cách cho phép các electron rơi trên màn hình huỳnh quang được gắn ở đế cột kính hiển vi hoặc bằng cách chụp ảnh kỹ thuật số để hiển thị trên màn hình máy tính. Hình ảnh trên máy vi tính được lưu trữ ở định dạng như TIFF hoặc JPEG và có thể được phân tích hoặc xử lý hình ảnh trước khi xuất bản. Việc xác định các khu vực cụ thể của một hình ảnh, hoặc pixel với các đặc điểm cụ thể, cho phép thêm các màu sắc giả vào hình ảnh đơn sắc. Đây có thể là một trợ giúp để giải thích và giảng dạy trực quan và có thể tạo ra một hình ảnh hấp dẫn trực quan từ hình ảnh thô.