전자 현미경은 전자 빔을 사용하여 시편의 이미지를 생성하는 현미경입니다. 전자 빔은 전자 건에 의해 생성되며, 이는 전자를 가속화하기 위해 고전압을 사용합니다. 그런 다음 전자는 자석에 의해 집중되어 시편을 통과합니다. 결과 이미지가 확대되고 화면에 투사됩니다.
인간의 눈은 특정 차원의 영역 내에서만 시력의 문장에 도달합니다. 그렇지 않으면 끔찍한 근시입니다. 눈은 창백한 모래와 젖은 바위를 지나서 모여서 모든 화려 함과 디테일의 고독한 나무를 감상 할 수 없으므로 이웃 행성은 확실히 가난한 곳에서 벗어나지 않습니다. 마찬가지로, 당신이 아무리 열심히 면밀히 조사하더라도 눈은 모래 입자로 제한됩니다. 그들은 더 이상 확대 할 수있는 장비가 없습니다.
우리의 한계는 진화론 적 관점에서 합리적입니다. 우리의 표준 시력이 일상 생활에 충분할 때 거시적과 미세한 영역을 관찰 할 수있는 모범적 인 비전을 개발하는 귀중하고 제한된 자원을 소비하는 이유는 무엇입니까? 우리의 조상들은 아프리카 사바나에서 생존하기 위해 금속에서 원자를 분화시킬 수있는 두 가지 물체를 구별 할 수있는 놀라운 해상도가 필요하지 않았습니다. 아니요, 그들은 덤불에서 사자를 식별하기에 충분한 결의안 만 필요했습니다.
(사진 크레딧 :Pixabay 및 Wikimedia Commons)
그러나이 생물학적 피크를 극복하기 위해, 우리는 필요하거나 호기심이 없어서 우리의 범위를 확장 할 수있는 도구를 구축했습니다. 어떤 사람들은 우리를 지구상에서 가장 진보하거나 성공적인 종으로 만드는 자연을 능가하는 도구를 구축하는 것이 우리의 능력이라고 추측합니다. 별을보기 위해, 우리는 원추형 망원경을 만들었고, 은폐 된 원자의 menagerie를 엿볼 때, 우리는 현미경을 만들었습니다. 이 두 가지의 기능은 본질적으로 동일합니다. 배율
망원경으로 큰 몸체가 작게 보이게하는 반면, 현미경은 작은 물체를 더 크게 보이게합니다. 두 장비는 모두 알몸의 눈에 도달 할 때까지 사건 조명을 수렴하고 분기시키는 렌즈의 도움으로 목표를 달성하여 다른 쪽 끝을 엿볼 수 있습니다. 그러나 여기서 우리의 관심사는 현미경 만 있습니다. 특히, 그것은 빛의 빔을 왜곡하지 않고 전자를 왜곡하는 현미경의 종에 관한 것입니다! 전자 현미경이라고합니다 (창의성을위한 전체 자국).
전자 현미경은 어떻게 작동합니까?
전자 현미경은 물체를 최대 10,000,000 번 확대 할 수 있습니다! 그것은 가벼운 현미경이 달성 할 수있는 것보다 5,000 배입니다. 전자 현미경은 전자의 자기 특성을 루이 드 브로 글리의 가설과 함께 전자가 파동 특성을 가지고있어 완전히 새로운 수준으로 확대를 확대한다는 가설을 사용합니다.
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전자 현미경. (사진 크레딧 :Andrew Magill / Wikimedia Commons)
Louis de Broglie의 기여 :결의
전자의 파장은 가시 광선보다 최대 100,000 배 더 작습니다. 이것은 짧은 파장의 입자가 물체를 더 깊이 침투하는 경향이 있기 때문에 표면 아래의 것들을 볼 수 있기 때문입니다. 농구는 테니스 공의 크기 인 슬릿을 통과 할 수 없습니다.
.농구가 농구가 그들에 대한 세심한 조사에 결코 모험을하지 않았기 때문에 농구가 그린 이미지에서 '구멍'또는보다 정확하게 세부 사항은 어둡습니다. 단순히 할 수 없습니다. 빨간 페인트에 밀집된 농구가 바닥에 튀어 오르면 큰 빨간 원이 뒤에 남을 것입니다. 이것을 같은 원에 여러 개의 붉은 색 테니스 공을 동시에 튀는 세부 사항과 비교하십시오.
크기로 인해 농구는 그 사이의 더 미세한 틈을 내려다보고 그들을 둘러싼 같은 색상으로 추정합니다. 이것은 더 적은 픽셀을 만듭니다. 반면에 테니스 공은 모든 단일 슬릿 또는 갭에 침투하여보다 픽셀 화 된 이미지를 생성합니다. 덜 픽셀 화 된 이미지로 축소된다면, 그 요소는 얼룩이 번쩍 거리는 것처럼 보일 것입니다-가정의 캔버스. 반면, 더 픽셀 화 된 이미지가 더 선명하고 철저하게 조사 될 것입니다.
전자의 자기 특성 :확대로 수렴
입사 전자 자체는 소스 또는 건이 수천 볼트로 전원 될 때 컬럼 내부에서 빔을 배출하는 텅스텐과 같은 전자 소스 또는 건에 의해 생성됩니다. 공기 또는 기타 매체의 입자가 전자와 충돌하여 기기의 섬세한 작동을 방해 할 수 있기 때문에 컬럼에서 스타크 진공이 지속되는 것이 필수적입니다.
이제 움직이는 전자는 본질적으로 더 작은 자석이기 때문에 더 큰 자석에 의해 편향되어 현미경 기둥 내부에서 수렴하거나 분기 될 수 있습니다. 전자 현미경에서, 자석은 광학 렌즈가 광학 현미경으로 수행하는 기능을 수행합니다. 고도로 수렴 된 전자는 조사 중에 샘플의 표면을 펠트합니다.
자석에 의한 전하 입자의 굽힘은 사이클로 트론이라고 불리는 첫 번째 입자 가속기 중 하나의 작동 원리입니다. 양성자는 자기장에 의해 구부러지고 가장 바깥 쪽 원에 도달 할 때까지 동심원에 빠르게 소용돌이 쳤다. (사진 크레딧 :Klausfoehl / Wikimedia Commons)
이미지의 형성은 전자 현미경의 유형에 따라 다릅니다. 그러나, 두 현미경 모두에서, 이미지는 현미경의 끝에서 재발하는 형광 스크린에 조명된다. 그런 다음 휘도로 인코딩 된 정보는 관찰 또는 색상화를 위해 컴퓨터 화면으로 전달됩니다. 두 가지 유형의 전자 현미경을 살펴 보겠습니다.
변속기 전자 현미경 (TEM)
두 가지 유형의 전자 현미경은 두 가지 유형의 광학 현미경과 매우 유사합니다. 첫 번째 유형은 투과 전자 현미경 (TEM)이며, 가벼운 특파원은 화합물 현미경입니다. TEM은 최대 5,000,000 배의 피어싱 확대를 생성합니다. 최상급 TEM은 서로 인접한 두 개의 원자를 해결하는 것으로 알려져 있습니다! 따라서 현미경은 깊은 구조와 세포의 개별 구성 요소를 연구하는 데 사용됩니다.
변형은 2 차원 흑백 또는 회색 스케일 이미지가 직접 전달되거나 샘플에 뿌려진 전자에 의해 조각되기 때문에 그 이름을 따서 명명된다. 이미지는 그것을 통과하는 사고 전자의 상호 작용과 밀도가 높은 구조에 흡수되는 전자의 상호 작용에 의해 주조 된 '그림자'로 만들어집니다. 그림자의 어둠은 측면 밀도의 기능입니다. 입사 전자는 기술적으로 '1 차'전자라고합니다. 
그러나 혜택에 관계없이 TEM에는 단점이 있습니다.기구는 한 번에 샘플의 한 측면 만 연구 할 수 있습니다. 시야는 크게 제한되어 있습니다. 또한 샘플은 매우 얇아야하며 철저한 관리 및 전문 지식으로 받침대에 배치해야합니다. 가장 작은 오정렬조차도 이미지를 크게 왜곡 할 수 있습니다. 이러한 제약은 종종 TEM을 사용하는 데 문제가 될 수 있습니다.
주사 전자 현미경 (SEM)
이러한 제한은 주사 전자 현미경 (SEM)이라고하는 다른 유형의 전자 현미경으로 극복 할 수 있습니다. SEM은 TEM이 익숙한 샘플보다 두껍고 샘플을 확대 할 수 있습니다. 그러므로 그들의 배치는 전문 지식이나 지루한 신중함이 필요하지 않습니다. 더 나은 것이 더 좋다
또한, 광범위한 시야로 인해 생물 학자 또는 화학자는 세포 구조 전체를 연구 할 수있는 능력이 부여됩니다. 가벼운 아날로그는 입체 현미경으로, 서로 오프셋 된 두 개의 광학 경로 나 축을 통해 빛을 전송하여 3 차원 이미지를 생성 할 수 있습니다. 그들 사이의 각도의 차이는 깊이에 대한 인식을 해석합니다. 
SEM은 주로 표면을 연구하는 데 사용됩니다. 1 차 전자는 샘플의 표면을 라인 별 '스캔'에서 나왔습니다. 그들은 코스에서 직면 한 전자를 흥분시키고 제압합니다. 그런 다음 표면에 의해 산란 된 이들 전자를 감지하여 이미지를 형성한다. 이 방출 전자는 '2 차'전자로 알려져 있습니다. 표면은 전자를 산란시키는 것이 아니라 X- 선 및 광자와 같은 다양한 배출량을 산란시킵니다. 장비에는이 모든 배출량을 공급하여 확대 된 이미지를 그리는 탐지기가 장착되어 있습니다.
그러나 물론 캐치가 있습니다. 이러한 모든 혜택은 해상도 비용과 배율로 제공됩니다. 표면을 최대 100,000 배까지 확대하는데, 이는 상당히 높지만 TEM에 비해 빈약합니다. 물론 이것이 반드시 TEM이 더 좋다는 것을 의미하지는 않습니다. 그들 각각은 자신의 전문 지식에 가장 적합한 직업을 위해 모집 할 때 가장 효과적입니다.
(사진 크레디트 :Pixano)
실제로, 이것은 특히 경제적 성향을 고려할 때 모든 현미경 (빛 또는 전자)에 해당됩니다. 두 전자 현미경 사이에 하나의 유사성이 있다면 둘 다 꽤 비싸다는 것입니다!
