Microscopul electronic

Primul microscop electronic a fost construit în 1931 de către inginerii germani Ernst Ruska și Max Knoll. Acesta era bazat pe ideile și descoperirile fizicianului francez Louis de Broglie. Deși primitiv și nepotrivit utilizărilor practice, instrumentul era capabil să mărească obiectele de patru sute de ori.

Un microscop electronic este un tip de care folosește electroni pentru a ilumina specimenu și a crea o imagine mărită a acestuia. Microscoapele electronice au rezoluție superioară microscoapelor cu lumină, și pot mări de mult mai multe ori imaginea. Unele microscoape electronice ajung să mărească de 2 milioane de ori, pe când cele mai bune microscoape cu lumină măresc de 2 000 de ori.

Microscopul electronic este un instrument de cercetare asemănător microscopului optic; el dă imagini reale care pot fi fotografiate. Spre deosebire de microscopul optic cel electronic are în locul fasciculelor luminoase, fascicule electronice, iar în loc de lentile optice, lentile electronice (lentile electrice sau magnetice). Întrucat puterea de rezoluţie a microscopului optic este limitată de lungimea de undă a razelor de lumină care formează imaginea, s-au utilizat raze cu lungimi de undă mai mici, fascicule de electroni; acestea, după deflexie, pot fi folosite pentru reproducerea imaginii, în funcţie de viteza electronilor, razelor li se poate atribui o lungime de undă precisă, ele comportandu-se în anumite condiţii ca o radiaţie ondulatorie. Avand o sarcină negativă, un electron aflat în campul electric al unui condensator plan este accelerat spre placa pozitivă a acestuia, sau, în general, spre domeniul cu un potenţial mai ridicat; în direcţie opusă, electronul este frinat. La reprezentarea unui camp magnetic, punctele care posedă acelaşi potenţial sunt unite printr-o linie «echipotenţială».

Un electron care se deplasează oblic într-un cîmp electric, de exemplu între două grile încărcate electric, capătă o acceleraţie suplimentară, îndreptată spre domeniul cu un potenţial ridicat şi îşi schimbă direcţia de deplasare. Lentilele electrice (analoge lentilelor din sticlă pentru lumină), bazate pe această deflexie a electronilor în cîmp electric, pot fi construite în formă de plase sferice de sîrmă, de tuburi, sau de diafragme; spre deosebire de primele, ultimele două tipuri de lentile prezintă avantajul că nu obturează fasciculele electronice.In cazul unor linii echipotenţiale simetrice, efectele de împrăştiere şi de concentrare nu se anulează, datorită faptului că electronii străbat domeniul de dispersie cu viteză foarte mare care are drept consecinţă micşorarea deflexiei.

Microscoapele electronice folosesc şi lentile magnetice. In scopul producerii unui camp magnetic intens, ca lentile magnetice se folosesc bobine înconjurate de cîte o manta de fier, prevăzută cu o fantă îngustă.

Principiul de construcţie al unui microscop electronic cu lentile electrostatice sau magnetice este foarte asemănător celui corespunzător unui microscop optic prevăzut cu o cameră fotografica. Electronii emişi din catodul incandescent trec prin condensator, fiind acceleraţi şi focalizaţi asupra obiectului de cercetat. Obiectul (bacterie, virus etc.) se află pe o peliculă coloidală foarte subţire. După grosimea şi

compoziţia obiectului, radiaţia electronică este atenuată în mod neuniform, iar obiectivul microscopului formează o imagine intermediară mărită. Prin proiecţia optică a acesteia, se obţine o imagine mult mărită a obiectului, care, pentru a putea fi observată, se proiectează pe un ecran fluorescent sau pe o placă fotografică sensibilă pentru electroni.

Lumina verde are o lungime de undă de cca 1/2 000 mm, în timp ce electronii acceleraţi la o diferenţă de potenţial de 50 000 V au o lungime de undă de 100 000 de ori mai mică. Apertura microscopului electronic este de 1 000 de ori mai mică decît la microscopul optic, iar puterea de difracţie este de 1 000 de ori mai mare, cîştigul de rezoluţie faţă de microscopul optic fiind caracterizat de un factor de 100. Microscoapele electronice, folosind şi măririle fotograficeulterioare, permit măriri totale de la 1:100 000 pînă la 1: 500 000.