Электронный микроскоп — это прибор, позволяющий исследовать объекты с чрезвычайно высоким увеличением и разрешением. Его работа основана на использовании потока электронов вместо световых лучей. Благодаря этому он может визуализировать структуры, размеры которых составляют всего несколько нанометров, что невозможно для обычного оптического микроскопа.
Принцип работы электронного микроскопа начинается с формирования пучка электронов. Электроны испускаются из электронной пушки и ускоряются в электрическом поле. Затем с помощью электромагнитных линз пучок фокусируется и направляется на исследуемый образец. Именно электромагнитные линзы в электронном микроскопе заменяют стеклянные линзы оптического.
Далее в работу вступают детекторы. В зависимости от того, как электроны взаимодействуют с веществом, можно различать два основных типа электронных микроскопов:
Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) регистрирует электроны, прошедшие через тонкий образец, позволяя изучать внутреннюю структуру вещества.
Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) фиксирует отражённые или вторичные электроны, создавая изображение поверхности объекта.
Полученные сигналы преобразуются в изображение, которое можно наблюдать на экране монитора. Разрешающая способность электронных микроскопов может достигать 0,1 нанометра — это позволяет видеть даже отдельные атомы.
Однако электронный микроскоп работает только в условиях высокого вакуума, так как электроны не могут свободно двигаться в воздушной среде. Кроме того, образцы часто требуют специальной подготовки — они должны быть тонкими (для ПЭМ) или покрытыми проводящим слоем (для СЭМ), чтобы избежать искажений.
Принцип работы электронного микроскопа основан на точной физике взаимодействия частиц и современной электронике. Этот прибор открыл учёным путь в микромир и стал незаменимым инструментом для фундаментальных исследований в физике, биологии, материаловедении и других науках.
