میکروسکوپ الکترونی
از ویکیپدیا، دانشنامهٔ آزاد.
فهرست مندرجات |
[ویرایش] تاریخچه
میکروسکوپ الکترونی نوعی میکروسکوپ مرکب است. اولین میکروسکوپ مرکب، احتمالا در سالهای ۱۶۰۰ میلادی توسط دو نفر هلندی به نام هانس و زاکاریاس جنس ساخته شد. درسال ۱۸۷۳ ارنست آبه ثابت کرد که برای تشخیص دقیق دو ذره نزدیک به هم، طول موج نور نباید بیشتر از دو برابر فاصله دو ذره از یکدیگر باشد. بالاخره درسال ۱۹۳۹ اولین میکروسکوپ الکترونی ساخته شد.
[ویرایش] مکانیزم
میکروسکوپ مرکب از یک لوله تشکیل شده که در دو انتهای آن دو عدسی شئی نزدیک به شی مورد مطالعه و عدسی چشمی قرار دارد. تصویری که توسط عدسی شئی بوجود میآید، بوسیله عدسی چشمی بزرگتر میشود. به این جهت بزرگنمایی آن بیش از قدرت یک عدسی است. در میکروسکوپهای پیشرفته، دستگاه نوری پیچیده تر است. بدین ترتیب که در آنها علاوه بر لامپ، یک کندانسور (مجموعه عدسیهای متمرکز کننده نور) و یک دیافراگم که شدت نور را کنترل میکند، قرار داده شدهاست. لامپی که در این نوع میکروسکوپها مورد استفاده قرار میگیرد، با ولتاژ کم کار میکند. لامپهای فراوانی برای این منظور وجود دارند که هرکدام نوری با شدت و طول موج مورد نظر تامین میکنند. بنابراین برای تفکیک دو نقطه نزدیکتر از ۲۵۰۰ آنگستروم باید از میکروسکوپ الکترونی استفاده کرد.
زیرا طول موج الکترون از طول موج نور کمتر است. اولین میکروسکوپ الکترونی که ساخته شد، درست مانند میکروسکوپ نوری که شعاع نور را از داخل نمونه مورد مطالعه عبور میدهد، شعاع الکترون را از داخل مقطع بسیار نازکی عبور میدهد. چون تراکم مواد در تمام قسمتهای نمونه مورد مطالعه یکسان نیست، میزان الکترونی که از قسمتهای مختلف عبور میکند متفاوت است. درنتیجه تصویری از قسمتهای تاریک و روشن آن بدست میآید. میکروسکوپ الکترونی دارای یک قسمت لولهای شکل است که الکترون میتواند آزادانه از آن عبور کند. در قسمت بالای لوله یک قطب منفی الکتریکی به شکل رشته سیم نازک وجود دارد که جنس آن از تنگستن است. این قسمت آنقدر حرارت داده میشود تا بتواند از خود الکترون آزاد کند.
این عمل با ایجاد اختلاف پتانسیل از ۲۰۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ ولت بین کاتد و آند صورت میگیرد. در نتیجه یک شعاع الکترونی بسوی پایین قسمت لولهای شکل شتاب داده میشود. به این سیستم تفنگ الکترونی میگویند. در طول لوله عدسیهایی همگرا اندازه و روشنایی شعاع الکترونی را قبل از برخورد با نمونه مورد مطالعه کنترل میکنند. مقطع مورد بررسی روی یک صفحه مشبک دایره شکلی قرار داده میشود. شعاع الکترونی پس از عبور از مقطع و قبل از این که به حد بزرگنمایی نهایی برسد، از میان عدسیهایی شئی عبور کرده و تنظیم میشود. سپس توسط عدسیهایی بر روی صفحه زیر میکروسکوپ منعکس میشود. چگالی بزرگنمایی بیشتر میکروسکوپها از ۵۰ تا ۸۰۰۰۰۰ برابر است. صفحه زیر میکروسکوپ از مواد فسفردار (فسفید روی) پوشانیده شده که در مقابل پرتو الکترون از خود نور تولید میکند. در زیر این صفحه یک دوربین عکاسی قرار دارد که از تصویر روی صحنه عکس میگیرد.
[ویرایش] اطلاعات حاصل از میکروسکوپهای الکترونی
توپوگرافی شی (نقشه برداری): در این کار با آشکار کردن مشخصات سطح و بافت داخلی شی، میتوان به خواص سطحی جسم پی برد.
مورفولوژی (ریخت شناسی): به دلیل اینکه در این رویت شکل و سایز ذرات مشخص است، میتوان استحکام و خواص وابسته به شکل مواد را تخمین زد.
ترکیب: این میکروسکوپ میتواند عناصر سازنده شی را (بطور نیمه کمی) مشخص نماید. بنابراین میتوان به خواصی مانند نقطه ذوب دست یافت.
بلورشناسی: میکروسکوپ الکترونی عبوری چگونگی چیده شدن اتم را در مجاورت یکدیگر نشان میدهد.