ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электронная микроскопия из "Практикум по коллоидной химии и электронной микроскопии" 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, образующиеся при 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 и 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] Электронные микроскопы представляют собой приборы, позволяющие с помощью пучка электронов и специального экрана получать изображение объектов, педостунпых для наблюдения в обычном световом микроскопе. [c.167] Из формулы (VI.1) следует, что наибольшее разрешение (наименьшее значение й) может быть достигнуто при минимальной длине волны и при максимальных значениях га и а. [c.167] Из уравнения де Бройля следует, что чем больше масса частицы и чем больиге ее скорость, тем меньше длина волны. Для электронов (т = 0,9-10 - г), движущихся с относительно умеренной скоростью, соответствующая длина волны очень мала. [c.168] При ускоряющем напряжении в электронпом микроскопе fiO кВ длина волны составляет 0,0536 А, при 80 кИ — 0,0418 А и при 100 кВ — 0,0370 А. Таким образом, длина волны электронов значительно меньше длины волны видимого света. [c.168] При работе с микроскопом необходимо знать полезное увеличение данного прибора. Человеческий глаз также является оптическим ирибором и имеет разрешаемое расстояние, в среднем равное 0,2 мм. Очевидно, разделив это значение на разрешаемое расстояние микроскопа, можно получить полезное увеличение микроскопа. Для светового микроскопа с разрешаюш им расстоянием 0,1 мкм полезное увеличение М = 0,2/10 = 2000, для электронного микроскопа с разрешающим расстоянием 2 Л М = 0,2/2-10 = 10 . [c.169] Увеличение микроскопа, меньшее полезного, не позво.пяет полностью использовать возможности прибора. Увеличение микроскопу, большее полезного, пе способствует выявлению новых деталей объекта, а лишь увеличивает масштаб изображения и делает изображение менее четким, а поэтому такое повышение увеличения ие только бесполезпо, ио и вредно. [c.169] Как видно из рис. VI. 16 и в, оптическая схема электронного микроскопа просвечивающего типа в основных чертах напоминает оптическую схему обычного светового микроскоца (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 пить 1 (рис. VI.16 и й) 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 электронные 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 поглощающей 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 типа все электронные микроскопы имеют одни и те яге 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] Вернуться к основной статье