Principio de la obtención de imágenes mediante microscopio electrónico de transmisión
Principio de construcción del microscopio electrónico de transmisión
El microscopio electrónico de transmisión se compone generalmente de tres partes: sistema óptico electrónico, sistema de vacío y sistema de control y suministro de energía. El sistema óptico electrónico, generalmente llamado cilindro de lente, es el núcleo del microscopio electrónico de transmisión y se puede dividir en sistema de iluminación, sistema de imágenes y sistema de observación y registro.
La siguiente figura es un diagrama esquemático del sistema óptico electrónico de un microscopio electrónico. El lado izquierdo es una vista en sección transversal de un microscopio electrónico y el lado derecho es una comparación de los diagramas esquemáticos de. un microscopio electrónico y los diagramas esquemáticos de un microscopio óptico. Como puede verse en la figura, el sistema óptico electrónico de un microscopio electrónico consta principalmente de un cañón de electrones, un condensador, una etapa de muestra, una lente objetivo, un diafragma objetivo, un diafragma selectivo, un espejo intermedio, un espejo de proyección y un sistema de observación y registro. La trayectoria de la luz es básicamente la misma que la de un microscopio óptico.
En el sistema óptico electrónico de un microscopio electrónico, el cañón de electrones y el condensador generalmente se clasifican como el sistema de iluminación, la lente objetivo, el espejo intermedio y el espejo de proyección se clasifican como el sistema de imágenes, mientras que la observación y El sistema de grabación es generalmente una pantalla fluorescente y una cámara. Los microscopios electrónicos actuales suelen estar equipados con cámaras CCD de barrido lento, que se utilizan principalmente para grabar imágenes de alta resolución e imágenes de microscopía electrónica general.
Mecanismo de obtención de imágenes del microscopio electrónico de transmisión
Las trayectorias ópticas de los microscopios electrónicos y los microscopios ópticos son similares, pero los principios de obtención de imágenes son diferentes en los microscopios ópticos, debido a la diferente absorción de la luz. Por varias partes de la muestra, se forman diferentes patrones de luz y oscuridad, la imagen reflejada es la absorción de luz de la muestra. Sin embargo, la muestra mostrada en el microscopio electrónico es extremadamente pequeña. Si la absorción alcanza un nivel observable, causará deriva y daño a la muestra. Por lo tanto, debemos esforzarnos por reducir la absorción al mínimo, por lo que la muestra del microscopio electrónico debe ser. En este caso, los electrones no se consideran absorbidos.
1. Principio de obtención de imágenes del microscopio electrónico de transmisión
El haz de electrones del microscopio electrónico de transmisión se dispara hacia la muestra, interactúa con la muestra durante el proceso de paso a través de la muestra y la atraviesa. la muestra con información de la muestra. Luego se amplía y la estructura del material se muestra en la pantalla fluorescente.
Cuando el haz de electrones atraviesa la muestra, además de constituir el componente principal del fondo de la imagen, también se ve afectado por el espesor de la masa, produciendo electrones dispersados elásticamente con diferentes ángulos de dispersión. En áreas con alta densidad de masa de la muestra, se generan electrones dispersos en ángulos grandes (más de 0,1 radianes) que son bloqueados por el diafragma de la lente del objetivo. Solo los electrones dispersos en ángulos pequeños pasan a través del orificio de apertura, de modo que la densidad de corriente de. esta parte es pequeña y aparece en la pantalla fluorescente, áreas oscuras densas en electrones; por el contrario, en áreas con baja densidad de masa, hay menos electrones dispersos en ángulos grandes y se transmiten más electrones, por lo que pueden aparecer como electrones transparentes. zonas luminosas. De esta manera se puede formar una imagen de microscopio electrónico fácilmente identificable con contraste de luz y oscuridad. Por lo tanto, el contraste de la imagen del microscopio electrónico está determinado por la diferencia en el poder de dispersión de electrones en diferentes partes de la muestra y también refleja la diferencia en la densidad de electrones en diferentes partes de la muestra.
2. Conceptos relacionados con la imagen por microscopía electrónica de transmisión
(1) Dispersión elástica: La colisión de electrones que incidenten rápidamente con los núcleos atómicos de la muestra provoca que los electrones se desvíen en gran medida. ángulo, y sus órbitas tienen cambios obvios. Deflexión, llamada dispersión elástica.
(2) Dispersión inelástica: los electrones incidentes rápidos chocan con los electrones lentos que se mueven alrededor del núcleo de la muestra para redistribuir sus velocidades. Esta interacción se llama "dispersión inelástica". Dado que la cantidad de electrones en una muestra es mucho más importante que la cantidad de núcleos, la dispersión inelástica es el factor más importante que afecta el contraste de la imagen durante la obtención de imágenes por microscopía electrónica de transmisión.
3. Forma de imagen
Cuando el haz de electrones pasa, la densidad electrónica de las partes con diferente masa y espesor en la muestra se proyecta sobre la pantalla fluorescente, dando como resultado áreas con diferentes áreas claras y oscuras, formando Necesitamos imágenes.