מכשיר מיקרוסקופ אלקטרונים להולכה

העברת מיקרוסקופ אלקטרונים (TEM), סוג של מיקרוסקופ אלקטרונים שיש לו שלוש מערכות חיוניות: (1) אקדח אלקטרונים, המייצר את קרן האלקטרונים, ומערכת הקבל הממוקדת את הקורה על העצם, (2) מערכת המורכבת מהעדשות האובייקטיביות, שלב הדגימה הניתן להזזה, ועדשות ביניים ומקרנים, הממקדות את האלקטרונים העוברים דרך הדגימה ליצירת תמונה אמיתית, מוגדלת מאוד, ו (3) מערכת הקלטת התמונות, הממירה את תמונת האלקטרון. לצורה כלשהי שמורגשת לעין האנושית. מערכת הקלטת התמונות מורכבת בדרך כלל ממסך ניאון לצפייה ומיקוד של התמונה וממצלמה דיגיטלית להקלטות קבועות. בנוסף, יש צורך במערכת ואקום, המורכבת משאבות ומודדים ושסתומים הקשורים אליהם, ואספקת חשמל.

חידון

חידון אלקטרוניקה וגאדג'טים

מי מאלו אינו טלפון?

מערכת האקדח והקבל של האלקטרונים

מקור האלקטרונים, הקתודה, הוא נימה טונגסטן מחוממת בצורת V, או במכשירים בעלי ביצועים גבוהים מוט מוט מחודד בחדות כמו למשל לנטאנו הקסאבוריד. הנימה מוקפת על ידי רשת בקרה, המכונה לעיתים צילינדר ווהנלט, עם צמצם מרכזי מסודר על ציר העמוד; הקצה של הקתודה מסודר לשכב על או מתחת או מתחת לצמצם זה. רשת הקתודה ורשת הבקרה נמצאות בפוטנציאל שלילי השווה למתח ההאצה הרצוי ומבודדות משאר המכשיר. האלקטרודה הסופית של אקדח האלקטרונים היא האנודה, הלוקחת צורה של דיסק עם חור צירי. אלקטרונים עוזבים את הקתודה והמגן, מאיצים לכיוון האנודה, ואם ייצוב המתח הגבוה מספיק, עוברים דרך הצמצם המרכזי באנרגיה קבועה. השליטה והיישור של אקדח האלקטרונים הם קריטיים בכדי להבטיח פעולה מספקת.

עוצמת הצמצם והזווית של הקורה נשלטים על ידי מערכת עדשות הקבל בין האקדח לדגימה. ניתן להשתמש בעדשה יחידה בכדי להתכנס לקורה על העצם, אך בדרך כלל נעשה שימוש במעבה כפול. בכך העדשה הראשונה חזקה ומייצרת תמונה מופחתת של המקור, אשר מצולמת לאחר מכן על ידי העדשה השנייה על העצם. סידור כזה חסכוני במרחב בין אקדח האלקטרונים לשלב האובייקטים והוא גמיש יותר, מכיוון שהצמצום בגודל תמונה של המקור (ומכאן הגודל הסופי של האזור המואר על הדגימה) עשוי להיות מגוון מאוד על ידי שליטה העדשה הראשונה. השימוש בגודל נקודה קטן ממזער את ההפרעות בדגימה כתוצאה מחימום והקרנה.

המערכת המייצרת תמונה

רשת הדגימה נישאת במחזיק קטן בשלב הדגימה הניתן לזזה. העדשה האובייקטיבית היא בדרך כלל באורך מוקד קצר (1–5 מ"מ [0,04–0,2 אינץ ')) ומייצרת תמונת ביניים אמיתית המוגדלת עוד יותר על ידי עדשת המקרן או העדשות. עדשת מקרן יחידה עשויה לספק טווח הגדלה של 5: 1 ועל ידי שימוש בקטעי מוט להחלפה במקרן ניתן להשיג מגוון רחב יותר של הגדלות. מכשירים מודרניים מעסיקים שתי עדשות מקרן (האחת נקראת עדשת הביניים) כדי לאפשר טווח הגדלה גדול יותר ולהעניק הגדלה כוללת גדולה יותר ללא עלייה מתמדת באורך הפיזי של העמודה של המיקרוסקופ.

מסיבות מעשיות של יציבות תמונה ובהירות, המיקרוסקופ מופעל לרוב בכדי לתת הגדלה סופית של 1,000–250,000 × על המסך. אם נדרשת הגדלה סופית גבוהה יותר, ייתכן שתושג בהגדלה מצולמת או דיגיטלית. איכות התמונה הסופית במיקרוסקופ האלקטרוני תלויה במידה רבה ברמת הדיוק של ההתאמות המכניות והחשמליות השונות שאליהם מיושרות העדשות השונות זו לזו ולמערכת התאורה. העדשות דורשות ספקי כוח בדרגה גבוהה של יציבות; עבור הסטנדרט הגבוה ביותר של הרזולוציה, ייצוב אלקטרוני לטוב יותר מחלק אחד במיליון נחוץ. השליטה במיקרוסקופ אלקטרונים מודרני מתבצעת על ידי מחשב, ותוכנה ייעודית זמינה בקלות.

הקלטת תמונה

תמונת האלקטרונים מונוכרומטית וחובה להראות אותה לעין או על ידי מתן אפשרות לאלקטרונים ליפול על גבי מסך ניאון המותאם לבסיס עמוד המיקרוסקופ או על ידי צילום התמונה באופן דיגיטלי לתצוגה בצג מחשב. תמונות ממוחשבות נשמרות בפורמט כמו TIFF או JPEG וניתנות לניתוח או לעיבוד תמונה לפני הפרסום. הזיהוי של אזורים ספציפיים בתמונה, או פיקסלים עם מאפיינים מוגדרים, מאפשר להוסיף צבעים מזויפים לתמונה מונוכרומית. זה יכול להוות עזרה לפרשנות ולימוד חזותי ויכול ליצור תמונה מושכת ויזואלית מתוך הדימוי הגולמי.