Elektrónový mikroskop

Elektrónový mikroskop firmy Siemens z roku 1973 v 1973 v Musée des Arts et Métiers v Paríži.

Elektrónový mikroskop je mikroskop, ktorý zobrazuje povrch alebo vnútornú štruktúru vzorky pomocou elektrónov.

Pracuje podobne ako klasický optický mikroskop, ktorý ale používa na zobrazenie fotóny (viditeľné svetlo). V elektrónovom mikroskope je prúd elektrónov usmernený a zaostrený na zobrazovaný objekt sústavou elektromagnetických a elektrostatických "šošoviek", ktoré nahrádzajú optické hranoly a šošovky.

Elektromagnetická "šošovka" je v princípe cievka, ktorej magnetické pole pomocou Lorentzovej sily ohýba a usmerňuje lúč elektrónov. Elektrostatická šošovka je zariadenie, ktoré na základe Coulombovho zákona dokáže usmerňovať tok elektricky nabitých častíc.

Jedným zo základných parametrov všetkých mikroskopov je ich rozlišovacia schopnosť. Rozlišovacia schopnosť mikroskopu je úmerná vlnovej dĺžke pozorovaného žiarenia. Elektróny majú ale približne 100 000 × kratšiu vlnovú dĺžku ako majú fotóny viditeľného svetla, a preto má elektrónový mikroskop omnoho vyššiu rozlišovaciu schopnosť (0,05 nm) ako majú optické prístroje (okolo 200 nm). Zväčšenie špičkových mikroskopov dosahuje až 10 000 000 ×.

Elektrónové mikroskopy umožňujú skúmať anorganické aj organické vzorky. Sú schopné identifikovať atómy, merať elektrické, fyzikálne a chemické vlastnosti materiálov, ale neumožňujú pozorovať procesy v živých bunkách.

História

Prvý prototyp elektrónového mikroskopu bol vytvorený v roku 1931 nemeckými inžiniermi Ernstom Ruskom a Maxom Knollom. Napriek tomu, že tento prístroj zväčšoval pôvodne len štyristokrát, bol prvým, ktorý predstavoval princípy elektrónového mikroskopu. O dva roky neskôr Ruska postavil elektrónový mikroskop, ktorý presiahol najlepšie možné rozlíšenie optického mikroskopu.

Reinhold Rudenberg, vedecký vedúci spoločnosti Siemens dal v roku 1931 patentovať elektrónový mikroskop, hnaný rodinnou chorobou, so zámerom pozorovať vírusové častice poliomyelitisu. V roku 1937 začal Siemens finančne podporovať Rusku a Bodo von Borriesa vo vyvíjaní elektrónového mikroskopu. Siemens taktiež zamestnal Ruskovho brata Helmuta na rozvoj aplikácií, najmä na prácu s biologickými vzorkami.

V tom istom desaťročí Manfred von Ardenne vytvoril riadkovací elektrónový mikroskop a taktiež univerzálny elektrónový mikroskop.

Siemens vyprodukoval prvý komerčný transmisný elektrónový mikroskop (TEM) v roku 1939, ale prvý použiteľný elektrónový mikroskop bol postavený v roku 1938 Elim Franklinom Burtonom a študentmi Cecil Hallovou, Jamesom Hillierom a Albertom Prebusom na Torontskej univerzite.

Hoci moderné elektrónové mikroskopy dosahujú až dvojmiliónového zväčšenia, sú stále založené na Ruskovom princípe. Elektrónový mikroskop je dôležitou súčasťou mnohých laboratórií.Výskumníci ich používajú na pozorovanie biologických materiálov ako napríklad mikroorganizmov a buniek, široké spektrum veľkých molekúl, vzoriek lekárskej biopsie, kovové a kryštalické štruktúry a charakteristiky rôznych povrchov a nových materiálov. Elektrónový mikroskop je taktiež využívaný na overovanie kvality a na analýzu príčin zlyhaní v priemysle, najmä vo výrobe polovodičových súčiastok.

Externé odkazy

• http://www.gizmag.com/tag/electron/ (po anglicky)
• http://pra.aps.org/ (po anglicky)
• http://www.lbl.gov/Science-Articles/Archive/MSD-NCEM-TEAM05.html Archivované 2012-06-07 na Wayback Machine (po anglicky)
• https://web.archive.org/web/20110919195230/http://www.fei.com/uploadedfiles/documents/content/2006_06_titan80-300stem_pb.pdf (po anglicky)

Zdroj

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Electron microscope na anglickej Wikipédii.

Iné projekty

Commons

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Elektrónový mikroskop