У световых микроскопов было несколько недостатков, которые привели к изобретению электронного микроскопа. Дифракция фотонов легла в основу световых микроскопов.
Идея электронного микроскопа родилась, когда было обнаружено, что дифракцию можно проводить и с помощью электронов.
Длина волны электронов значительно меньше, чем у фотонов, потому что электроны имеют значительно большую массу, чем протоны.
В результате электроны дифрагируют меньше, чем фотоны. Электронный микроскоп использует этот принцип для получения более четких изображений, которые можно увеличить гораздо больше, чем световой микроскоп.
Чаще всего используются два типа электронных микроскопов: сканирующие электронные микроскопы (SEM) и просвечивающие электронные микроскопы (TEM).
Основные выводы
- Сканирующие электронные микроскопы создают изображения, сканируя сфокусированным электронным лучом поверхность образца, обеспечивая подробную топографию поверхности.
- Электронные микроскопы пропускают электроны через тонкий образец, создавая изображения внутренних структур с высоким разрешением.
- Сканирующие электронные микроскопы предлагают большую глубину резкости, чем просвечивающие электронные микроскопы, что позволяет получать трехмерные изображения.
Сканирующий электронный микроскоп против просвечивающего электронного микроскопа
Разница между сканирующим электронным микроскопом и трансмиссионным электронным микроскопом заключается в том, что сканирующие электронные микроскопы создают изображения поверхности путем отражения электронов от поверхности образца. Напротив, трансмиссионные электронные микроскопы создают внутреннюю фотографию модели, испуская электроны, пересекающие ее.
СЭМ выбрасывает очищенный и сфокусированный пучок электронов на образец. Эти электроны захватываются после отражения от поверхности образца.
Увеличенное изображение создается, когда электроны взаимодействуют с поверхностью образца. Увеличенная версия поверхности образца может быть получена до 2,000,000 XNUMX XNUMX раз.
TEM — это электронный микроскоп, испускающий широкий пучок электронов. Электроны захватываются после прохождения через этот пучок, пронизывая весь образец.
Таким образом получают изображения образца, показывающие его подробную внутреннюю структуру. Это изображение можно увеличить до 50,000,000 XNUMX XNUMX раз.
Сравнительная таблица
| Параметры сравнения | Сканирующий электронный микроскоп | Просвечивающий электронный микроскоп |
|---|---|---|
| Определение | Электроны, испускаемые ТЭМ, проходят через весь образец; то есть они проникают в него. | СЭМ излучает очищенные и сфокусированные электронные пучки. |
| Произведено изображение | SEM производят топографические изображения или изображения поверхности образцов. | ПЭМ обеспечивают подробные внутренние изображения образца. |
| TEM могут создавать трехмерные изображения. | SEM производят топографические или поверхностные изображения образцов. | Электроны испускаются из ТЭМ широким пучком. |
| Постановления | Полученные изображения имеют низкое разрешение. | Полученные изображения имеют высокое разрешение. |
| Размеры изображения | СЭМ могут создавать только 2D-изображения. | 3D-изображения могут быть получены с помощью TEM. |
| Скорость | SEM быстрее обрабатывают изображения. | TEM обрабатывают изображения медленнее. |
| Увеличение | РЭМ имеют увеличение до 2,000,000 XNUMX XNUMX. | Мощность увеличения ТЕМ может достигать 50,000,000 XNUMX XNUMX раз. |
| Базовые приготовления | Для увеличения СЭМ не требует серьезной подготовки образца. | Необходимо подготовить образец для увеличения в ПЭМ. |
| Цена | Стоимость эксплуатации SEM невысока. | ТЭМ имеют высокие эксплуатационные расходы. |
| Требуются навыки | SEM просты в использовании и не требуют специальных навыков для запуска. | ТЕМ — это сложные устройства, для работы с которыми требуется определенный уровень подготовки. |
Что такое сканирующий электронный микроскоп?
Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) использует электроны для освещения образца и получения увеличенного изображения. Он использует электронную пушку для выброса электронов из модели.
Электронный луч испускается из пушки. SEM испускает электроны в очищенном и сфокусированном луче.
По сравнению со световым микроскопом, который также может значительно увеличить, SEM может создавать изображения с более высоким разрешением.
Электроны, испускаемые СЭМ, отражаются от поверхности, поэтому они не проникают в образец. Используя SEM, образцы можно отображать топографически или по поверхности.
РЭМ излучают очищенные и сфокусированные электронные пучки. Изображения, которые они производят, имеют низкое разрешение.
СЭМ может создавать только двухмерные изображения. Эти устройства быстрее обрабатывают изображения.
Кратность увеличения СЭМ может достигать 2,000,000 XNUMX XNUMX. СЭМ не требуют особой подготовки образца перед увеличением.
Они относительно недорогие в эксплуатации. Маркетинг в поисковых системах прост в использовании и не требует специальных навыков для работы.
Что такое трансмиссионный электронный микроскоп?
Еще одним типом электронного микроскопа является просвечивающий электронный микроскоп.
Его разрешающая способность намного выше, чем у фотонного проектора, потому что он создает изображения, проецируя электроны, а не фотоны.
ТЭМ излучают электронные пучки в виде широких пучков электронов. Электроны, испускаемые ПЭМ, проходят через весь образец, поэтому проникают в него.
Эти изображения дают детальное представление о внутренней структуре образца.
Получаемые изображения имеют высокую степень разрешения. С помощью TEM можно создавать 3D-изображения.
Мощность увеличения ТЭМ достигает 50,000,000 XNUMX XNUMX раз. TEM медленнее обрабатывают изображения.
В ПЭМ образец должен быть подготовлен для увеличения. Эксплуатационные расходы ТЭМ высоки.
Для работы с TEM требуется некоторая подготовка, поскольку они являются сложными устройствами.
Основные различия между сканирующим электронным микроскопом и трансмиссионным электронным микроскопом
- РЭМ излучают очищенные и сфокусированные электронные лучи, отраженные от поверхности образца. Напротив, ТЭМ испускают широкий пучок электронов, который проходит через весь образец, таким образом проникая в него.
- СЭМ создают топографические изображения или изображения поверхности образцов с низким разрешением, тогда как ПЭМ создают подробные изображения внутренней части образца с высоким разрешением.
- SEM обрабатывает изображения быстрее и имеет увеличение до 2,000,000 50,000,000 XNUMX, в то время как TEM обрабатывает изображения медленнее и имеет увеличение до XNUMX XNUMX XNUMX.
- SEM имеют низкие эксплуатационные расходы, в то время как TEM имеют высокие эксплуатационные расходы.
- SEM прост в использовании и не требует специальных навыков для работы, в то время как TEM представляет собой сложное устройство, требующее некоторой подготовки для работы.
- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0508-3443/6/11/304/meta
- https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4757-2519-3_1
Я приложил столько усилий, чтобы написать этот пост в блоге, чтобы предоставить вам ценность. Это будет очень полезно для меня, если вы подумаете о том, чтобы поделиться им в социальных сетях или со своими друзьями/родными. ДЕЛИТЬСЯ ♥️