ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электронная микроскопия из "Практикум по коллоидной химии и электронной микроскопии" Электронная микроскопия. Сб. под ред. А. А. Лебедева, М., Гостехтеоретиздат, 1954. 636 с. [c.166] Лукьянович В. М. Электронная микроскопия в физико-химических исследованиях. М., Изд-во АН СССР, 1960. 272 с. [c.166] Электронные микроскопы дают возможность увидеть отдельные коллоидные частицы, крупные макромолекулы (например, белков), вирусы, элементы кристаллической решетки и другие субмикроско-пические объекты размером 10 —10 см. Методом электронной микроскопии можно также наблюдать структуру полимеров. Если классическим методом структурного анализа (рентгенографическое исследование) можно получить сведения лишь о строении областей, размеры которых в десятки и сотни раз меньше длины полимерных молекул, то применение электронной микроскопии позволяет исследовать структуры, образуюн1 иеся нри взаимодействии макромолекул (надмолекулярные структуры). [c.166] Все современные Представления о структуре аморфных и кристаллических полимеров, развиваемые школой Каргина и рядом зарубежных ученых, связаны с успехами развития электронной микроскопии. В настоящее время убедительно показано многообразие форм структурной упорядоченности в аморфных и кристаллических полимерных системах, начиная от простейших агрегатов цепей типа пачек н фибрилл и кончая весьма сложными структурами типа сферолитов и монокристаллов. [c.166] Как и любой метод физико-химического исследования, электронная микроскопия должна дополняться другими методами исследования — прямыми и косвенными. Так, к числу первых следует отнести метод, основанный на рассеивании рентгеновских лучей под малыми углами, так как этот метод позволяет исследовать периодические структуры с периодом в несколько сотен А. [c.166] Метод электронной микроскопии не лишен, конечно, и некоторых недостатков. К ним следует отнести высокую стоимость электронных микроскопов, представляющих собою весьма сложные приборы, которые к тому же требуют ряд Дополнительных приспособлений. [c.166] Из формулы (VI.1) следует, что наибольшее разрешение (наименьшее значение d) может быть достигнуто при минимальной длине волны и при максимальных значениях на. [c.167] Из уравнения де Бройля следует, что чем больше масса частицы и чем больше ее скорость, тем меньше длина волны. Для электронов (т = 0,9-10 г), движуш,ихся с относительно умеренной скоростью, соответствуюш,ая длина волны очень мала. [c.168] При ускоряющем напряжении в электронном микроскопе 50 кВ длина волны составляет 0,0536 А, при 80 кВ — 0,0418 А и при 100 кВ — 0,0370 А. Таким образом, длина волны электронов значительно меньше длины волны видимого света. [c.168] Наилучшее разрешение электронного микроскопа соответствует апертурному углу не более 10 рад. В этих условиях теоретический предел разрешения электронного микроскопа составляет 1,43 А. Практически на лучших электронных микроскопах с применением тонких и контрастных объектов можно достигнуть разрешение около 2 А, что почти в 500 раз больше разрешающей способности светового микроскопа. Это означает, что у объекта, едва различимого в световом микроскопе в виде точки, в электронном микроскопе можно рассмотреть 500 деталей в каждом из двух взаимно перпендикулярных направлений, а количество информации при этом увеличивается в 500 X 500 = 250 ООО раз. [c.168] При работе с микроскопом необходимо знать полезное увеличение данного прибора. Человеческий глаз также является оптическим прибором и имеет разрешаемое расстояние, в среднем равное 0,2 мм. Очеридно, разделив это значение на разрешаемое расстояние микроскопа, можно получить полезное увеличение микроскопа. Для светового микроскопа с разрешающим расстоянием 0,1 мкм полезное увеличение М = 0,2/10 = 2000, для электронного микроскопа с разрешающим расстоянием 2 к М = 0,2/2-10 = 10 . [c.169] Увеличение микроскопа, меньшее полезного, не позволяет полностью использовать возможности прибора. Увеличение микроскопа, большее полезного, не способствует выявлению новых деталей объекта, а лишь увеличивает масштаб изображения и делает изображение менее четким, а поэтому такое повышение увеличения не только бесполезно, по и вредно. [c.169] В настоящее время наибольшее распространение получили электронные микроскопы просвечивающего типа, так как они обладают наибольшей разрешающей способностью и с их помощью можно всесторонне исследовать самые различные объекты. Эти микроскопы позволяют получать светлопольные, темнопольные и стереоснимки в широком диапазоне увеличений. Ниже рассмотрено устройство электронных микроскопов только этого типа. [c.169] Как видно из рис. VI.16 и в, оптическая схема электронного микроскопа просвечивающего типа в основных чертах напоминает оптическую схему обычного светового микроскопа (рис. VI. 1а) с тем отличием, что в электронном микроскопе источник света заменен источником электронов, а стеклянные линзы — электромагнитными или электростатическими. Электронные лучи создаются и формируются специальной электронно-оптической системой, которая называется электронной пушкой. Нагретая до высокой температуры вольфрамовая нить 1 (рис. VI.16 не) эмитирует электроны, которые, попадая в ускоряющее поле электронной пушки, образуют пучок. В центре анода имеется небольшое отверстие, через которое пролетают электроны, используемые в дальнейшем для образования изображения. Далее электронный пучок попадает в конденсорную линзу 2, которая фокусирует его на исследуемый объект 3. Пройдя через объект, электронные лучи попадают в поле объективной линзы 4, которая создает промежуточное изображение 5, а затем в проекционную линзу 6, направляющую элёктронные лучи на флюоресцирующий экран и образующую конечное изображение 7. Флюоресцирующий экран покрыт веществом, способным светиться под действием ударов электронов (сульфид цинка, сульфид кадмия). Благодаря этому электронное изображение превращается в световое и становится видимым. Электронное изображение может быть зафиксировано на фотопластинке. [c.170] Разрешающая способность, естественно, является важнейшей характеристикой электронного микроскопа и зависит главным образом от его конструкции. В зависимости от разрешающей способности микроскопы делят на три класса. Микроскопы, дающие разрешение выше 5 А, относят к приборам I класса микроскопы, дающие разрешение в пределах 8—10 А, причисляют к приборам II класса электронные микроскопы с разрешением ниже 15—20 А относят к приборам III класса. В табл. VI. 1 приведены основные характеристики некоторых современных отечественных и зарубежных просвечивающих электронных микроскопов. [c.170] Несмотря на некоторую общность оптической схемы, условия формирования изображения в световом и электронном микроскопах принципиально различны. В световом микроскопе изображение получается, главным образом, вследствие различной цоглоща-ющей способности световых лучей отдельными элементами объекта. Многие препараты, особенно биологические, во всех своих частях одинаково прозрачны для видимого света, поэтому их наблюдение в микроскопе затруднено. Если предварительно избирательно окрасить объект, то он начинает поглощать больше света по сравнению с окружающим бесцветным фоном и становится ясно видимым. В электронном микроскопе объект не должен заметно поглощать электроны. Взаимодействие электронов с объектом должно носить характер упругих столкновений, т. е. энергия электронов при прохождении через объект не должна существенно изменяться. Формирование контраста изображения связано с разной степенью рассеивания электронов различными участками объекта. [c.171] Независимо от тина все электронные микроскопы имеют одни и те же основные части 1) колонна микроскопа (электронно-оптическая система) 2) вакуумная система 3) система электрического питания узлов микроскопа. [c.172] Рассмотрим кратко устройство и назначение этих основных частей электронного микроскопа. [c.172] Колонна микроскопа — наиболее важный узел электронного микроскопа. Она служит для формирования электронно-оптического изображения и наблюдения его на экране. Колонна микроскопа состоит из осветительной системы, камеры объектов, фокусирующей системы и фотографической камеры. [c.172] Вернуться к основной статье