5. .
.
Primul microscop electronic a fost
construit în 1931 de către inginerii
germani Ernst Ruska și Max Knoll.[1]
Acesta era bazat pe ideile și
descoperirile fizicianului francez Louis
de Broglie. Deși primitiv și nepotrivit
utilizărilor practice, instrumentul era
capabil să mărească obiectele de patru
sute de ori
7. .
.
În același deceniu, Manfred von Ardenne a inventat
microscopul electronic cu scanare și un microscop
electronic universal.Siemens a început producția
comercială a microscopului electronic cu transmisie în
1939, dar până atunci primul microscop electronic cu
utilizare practică fusese construit la Universitatea
Toronto în 1938, de către Eli Franklin Burton și
studenții Cecil Hall, James Hillier și Albert Prebus.Deși
microscoapele electronice moderne pot mări obiectele
de până la două milioane de ori, toate se bazează pe
prototipul lui Ruska.
9. /
/
2. Microscopul Microscopul este un instrument optic care transmite o
imagine mărită a unui obiect observat printr- Cel mai răspândit tip de
microscop estemicroscopul cu lumină artificială, inventat prin anii
1600. Tipuri de microscoape : • Microscoapele optice si electronice
sunt cele mai utilizate • Microscoape: acustice - utilizeaza ultrasunete
de inalta frecventa • Microscoapele cu efect tunel • Microscoapele de
forta, care formeaza imagini dupa felul probei de a resimti
bombardamentele cu particule. Acestea pot mari de milioane de ori,
pentru a reda un singur atom.
20. .
Microscopul electronic
Primul microscop electronic a fost construit, in 1931, de catre
Ernst Ruska (1906-1988), un inginer si profesor universitar
german, iar principiile care stau la baza prototipului se
gasesc si la microscoapele electronice moderne. Ruska a
inteles ca lungimile de unda ale electronilor sunt mult mai
scurte decat lungimile de unda ale luminii si a crezut ca,
daca ar putea sa gaseasca o modalitate de a aplica aceste
cunostinte, ar putea crea un microscop mult mai puternic.
Impreuna cu Knoll, el a construit prima lentila
electromagnetica, cu ajutorul careia a concentrat un fascicul
de electroni pe o sursa, in locul iluminatorului, pentru a crea
o imagine marita. Mai tarziu, a lucrat ca inginer electronist
pentru Compania Siemens, care a produs
primul microscop electronic.
21. .
. Cum functioneaza microscopul
electronic
Microscopul electronic concentreaza fascicule de
electroni energetici pentru a examina obiecte pana
la scara nano. El foloseste aceleasi principii care
stau la baza microscopului optic, doar ca, in locul
fotonilor sau a particulelor de lumina, se
concentreaza electroni, particule situate pe partea
exterioara a atomilor, pe un obiectiv.
Printre diferentele suplimentare se numara
modul de preparare a probelor inainte de a
fi plasate in camera de vid, pentru aceasta
folosindu-se electromagneti elicoidali in
locul lentilelor din sticla. In plus, ca sursa
de electroni, se foloseste un pistol
termionic.
22. ,
.
Toate microscoapele electronice folosesc lentile
electromagnetice si/sau electrostatice, care sunt
formate dintr-o bobina de sarma infasurata in
jurul partii exterioare a unui tub, denumit in mod
obisnuit solenoid.
In plus, microscoapele electronice utilizeaza ecrane
digitale, interfete de calculator, software pentru
analiza imaginii si un vid scazut sau camera de
presiune variabila, care asigura diferenta de
presiune dintre nivelurile ridicate de vid, esentiale
pentru a zona pistolului si coloana si cele de
presiune scazuta necesare in camera.
23. . criofixarea
fixarea
deshidratarea
incorporarea
sectionare
colorarea
.
Toate probele pentru microscopia electronica
trebuie sa fie pregatite inainte sa fie bagate in
vidul microscopului. Pentru aceasta se folosesc
anumite tehnici, care variaza in functie de
tipul de poba si analiza, iar printre acestea se
numara:
24. .
. Microscopul electronic este folosit in diferite domenii de cercetare,
dar una din utilizarile curente este in domeniul cercetarilor
medicale si biologice. Substantele biologice, in general, nu pot fi
studiate sub forma vie, deoarece la o tensiune curenta de 30-50 000
V, timpul de expunere a probelor biologice in vid este destul de
lung, ceea ce conduce la distrugerea tesuturilor vii. In 1962 a fost
pus la punct un microscop electronic pentru cercetarile biologice pe
viu. La acest microscop se foloseste o tensiune de 2 000 000 V, ceea
ce conduce la micsorarea sensibila a timpului de expunere si deci si
la o absorbtie mult mai mica a fasciculului de electroni in proba
biologica.
25. . Componente si principu de functionare
Microscopul electronic este un instrument de cercetare asemănător microscopului optic;
el dă imagini reale care pot fi fotografiate. Spre deosebire de microscopul optic cel
electronic are în locul fasciculelor luminoase, fascicule electronice, iar în loc de lentile
optice, lentile electronice (lentile electrice sau magnetice).
Întrucat puterea de rezoluţie a microscopului optic este limitată de lungimea de undă a
razelor de lumină care formează imaginea, s-au utilizat raze cu lungimi de undă mai mici,
fascicule de electroni; acestea, după deflexie, pot fi folosite pentru reproducerea imaginii,
în funcţie de viteza electronilor, razelor li se poate atribui o lungime de undă precisă, ele
comportandu-se în anumite condiţii ca o radiaţie ondulatorie. Avand o sarcină negativă,
un electron aflat în campul electric al unui condensator plan este accelerat spre placa
pozitivă a acestuia, sau, în general, spre domeniul cu un potenţial mai ridicat; în direcţie
opusă, electronul este frinat. La reprezentarea unui camp magnetic, punctele care posedă
acelaşi potenţial sunt unite printr-o linie «echipotenţială». Un electron care se deplasează
oblic într-un cîmp electric, de exemplu între două grile încărcate electric, capătă o
acceleraţie suplimentară, îndreptată spre domeniul cu un potenţial ridicat şi îşi schimbă
direcţia de deplasare. Lentilele electrice (analoge lentilelor din sticlă pentru lumină),
bazate pe această deflexie a electronilor în cîmp electric, pot fi construite în formă de
plase sferice de sîrmă, de tuburi, sau de diafragme; spre deosebire de primele, ultimele
două tipuri de lentile prezintă avantajul că nu obturează fasciculele electronice.
.
26. .
. In cazul unor linii echipotenţiale simetrice, efectele de împrăştiere şi de
concentrare nu se anulează, datorită faptului că electronii străbat domeniul de
dispersie cu viteză foarte mare care are drept consecinţă micşorarea deflexiei.
Microscoapele electronice folosesc şi lentile magnetice. In scopul producerii
unui camp magnetic intens, ca lentile magnetice se folosesc bobine înconjurate
de cîte o manta de fier, prevăzută cu o fantă îngustă.
Principiul de construcţie al unui microscop electronic cu lentile electrostatice
sau magnetice este foarte asemănător celui corespunzător unui microscop optic
prevăzut cu o cameră fotografica.
Electronii emişi din catodul incandescent trec prin condensator, fiind acceleraţi
şi focalizaţi asupra obiectului de cercetat. Obiectul (bacterie, virus etc.) se află
pe o peliculă coloidală foarte subţire. După grosimea şi compoziţia obiectului,
radiaţia electronică este atenuată în mod neuniform, iar obiectivul
microscopului formează o imagine intermediară mărită. Prin proiecţia optică a
acesteia, se obţine o imagine mult mărită a obiectului, care, pentru a putea fi
observată, se proiectează pe un ecran fluorescent sau pe o placă fotografică
sensibilă pentru electroni.
