Электронный микроскоп

За последние годы в научных исследованиях широкое применение получил электронный микроскоп, полезное увеличение которого примерно в 100 раз больше, чем у светового микроскопа, и достигав! 50000 раз. Разрешающая спо собность, получаемая с помощью электронного микроскопа — проектора, достигает 2—3 ангстрем (ангстрем = 10^-8 см).

Электронный микроскоп дает возможность наблюдать отдельные крупные молекулы, коллоиды, вирусы, элементы кристаллической решетки и другие объекты, не поддающиеся исследованию с помощью светового микроскопа.

Электронный микроскоп обычно представляет собой металлическую разборную трубку, находящуюся под непрерывной откачкой. В нем имеется катод, являющийся источником электронов, и фокусирующая система, позволяющая концентрировать электронный поток на изучаемом объекте, который помещается на пути движения электронов. Система магнитных или электростатических линз позволяет получить сильно увеличенное изображение объекта на флуоресцирую-

типов электронных микроскопов:

• 1. Просвечивающий электронный микроскоп (наблюдение осуществляется в проходящем потоке электронов, которые пронизывают объект).

• 2. Отражательный электронный микроскоп (наблюдение осуществляется в отраженном потоке электронов).

• 3. Эмиссионный электронный микроскоп (наблюдение осуществляется за счет собственного электронного излучения).

• 4. Растровый электронный микроскоп (наблюдение осуществляется с помощью развертки элементов объекта специальным электронным зондом).

• 5. Теневой электронный микроскоп (в котором наблюдаются увеличенные теневые изображения объекта).

В настоящее время наиболее широкое распространение получил магнитный электронный микроскоп просвечивающего типа. Внешний вид такого микроскопа конструкции Государственного оптического института изображен на рис. 49 (в стоящем слева шкафу смонтирован блок питания микроскопа). В этом микроскопе изображение объекта создается электронами, проходящими сквозь объект, а в качестве линз используются либо магнитные катушки с полюсными наконечниками, либо постоянные магниты.

На рис. 50 показана принципи- . альная’ схема магнитного электронного микроскопа просвечивающего типа. Сверху микроскопа находится «электронная пушка», состоящая из катода 1, фокусирующего электрода 2 и анода 3. Между катодом и анодом прило

цирующий экран, вызывают его свечение, благодаря чему невидимое электронное изображение превращается в видимое, световое. В центре экрана имеется небольшое отверстие. Электроны, создающие изображение, проходят сквозь него и попадают в проекционную линзу 8, которая создает второе увеличенное изображение 9, являющееся конечным. |Конечное изображение становится видимым благодаря помещенному здесь второму флуоресцирующему экрану. Для фотографирования конечного изображения под флуоресцирующим экраном помещается фотографическая пластинка 10. В момент экспонирования флуоресцирующий экран убирается, и электроны, попадая непосредственно на фотопластинку, вызывают ее очувствление.

Для увеличения контрастности изображения применяются диафрагмы 11 и 12.

Число фокусирующих линз в некоторых микроскопах доводится до трех и даже до пяти, что дает возможность значительно повысить создаваемое микроскопом увеличение.

Узлы микроскопа, показанные на рис. 50, объединяются в одну общую конструкцию, которая называется колонной микроскопа. Внутри колонны, имеющей объем 5—15 л, обычно поддерживается вакуум порядка 10^-4—10^-5 мм рт. ст Качество работы микроскопа в значительной степени определяется его вакуумной системой.

Типичная вакуумная система для откачки электронного микроскопа показана на рис. 51. К колонке микроскопа 1 через сильфон присоединен входной патрубок 2 клапанного устройства.

К левому отсеку 3 клапанной коробки через маслоотражатель 4 присоединен паромасляный насос 5. Выпускной патрубок паромасляного насоса через сильфон 6 присоединен к правому отсеку 7 клапанной коробки. Верхняя часть правого отсека клапанной коробки через трубопровод 8 и сильфоны присоединена к впускному патрубку вращательного масляного насоса 9

С помощью клапанной коробки осуществляется переключение колонны микроскопа либо на откачку вращательным насосом с целью получения в ней предварительного вакуума, либо на откачку паромасляным насосом для создания в ней требуемого рабочего разрежения. На рис. 51 стрелками показан ход откачки микроскопа при одновременной последовательной работе паро. масляного и вращательного насосов.