Keunggulan mikroskop elektron dan mikroskop optik
Sub mikroskop adalah instrumen yang menggunakan berkas dan lensa elektron, bukan berkas cahaya dan lensa optik, berdasarkan prinsip optik elektron, untuk menggambarkan struktur halus materi pada perbesaran sangat tinggi.
Resolusi mikroskop elektron diwakili oleh kecilnya jarak antara dua titik berdekatan yang dapat dibedakan. Pada tahun 1970s, resolusi mikroskop elektron transmisi adalah sekitar 0,3 nanometer (resolusi mata manusia sekitar 0,1 milimeter). Saat ini, mikroskop elektron memiliki perbesaran lebih dari 3 juta kali, sedangkan mikroskop optik memiliki perbesaran sekitar 2000 kali. Oleh karena itu, mikroskop elektron dapat secara langsung mengamati kisi atom yang tersusun rapi pada atom dan kristal logam berat tertentu.
Pada tahun 1931, Knorr dan Ruska dari Jerman memodifikasi osiloskop tegangan tinggi dengan sumber elektron pelepasan katoda dingin dan tiga lensa elektron, dan memperoleh gambar yang diperbesar lebih dari sepuluh kali lipat, membenarkan kemungkinan pencitraan pembesaran mikroskop elektron. Pada tahun 1932, dengan kemajuan Ruska, resolusi mikroskop elektron mencapai 50 nanometer, yaitu sekitar sepuluh kali resolusi mikroskop optik pada saat itu. Akibatnya, mikroskop elektron mulai mendapat perhatian.
Pada tahun 1940an, Hill di Amerika Serikat mengkompensasi asimetri rotasi lensa elektron dengan astigmatizer, sehingga menghasilkan terobosan baru dalam resolusi mikroskop elektron dan secara bertahap mencapai tingkat modern. Di Cina, mikroskop elektron transmisi dengan resolusi 3 nanometer berhasil dikembangkan pada tahun 1958. Pada tahun 1979 juga dikembangkan mikroskop elektron besar dengan resolusi 0,3 nanometer.
Meskipun resolusi mikroskop elektron jauh lebih unggul daripada mikroskop optik, mikroskop ini sulit untuk mengamati organisme hidup karena harus bekerja dalam kondisi vakum, dan iradiasi berkas elektron juga dapat menyebabkan kerusakan radiasi pada sampel biologis. Masalah lain, seperti peningkatan kecerahan senjata elektron dan kualitas lensa elektron, juga memerlukan penelitian lebih lanjut.
Resolusi merupakan indikator penting mikroskop elektron, yang berkaitan dengan sudut kerucut datang dan panjang gelombang berkas elektron yang melewati sampel. Panjang gelombang cahaya tampak sekitar {{0}} nanometer, sedangkan panjang gelombang berkas elektron berhubungan dengan tegangan percepatan. Ketika tegangan percepatan adalah 50-100 kV, panjang gelombang berkas elektron adalah sekitar 0.0053-00,0037 nanometer. Karena panjang gelombang berkas elektron jauh lebih kecil daripada panjang gelombang cahaya tampak, meskipun sudut kerucut berkas elektron hanya 1% dari sudut kerucut mikroskop optik, resolusi mikroskop elektron masih jauh lebih baik. dibandingkan mikroskop optik.
Mikroskop elektron terdiri dari tiga bagian: tabung, sistem vakum, dan kabinet listrik. Laras cermin terutama terdiri dari komponen-komponen seperti senapan elektron, lensa elektron, tempat sampel, layar fluoresen, dan mekanisme fotografi, yang biasanya dirangkai menjadi silinder dari atas ke bawah; Sistem vakum terdiri dari pompa vakum mekanis, pompa difusi, dan katup vakum, yang dihubungkan ke tabung cermin melalui pipa ekstraksi; Kabinet daya terdiri dari generator tegangan tinggi, penstabil arus eksitasi, dan berbagai unit pengatur dan kontrol.
Sub lensa merupakan komponen penting dalam tabung mikroskop elektron. Ia menggunakan medan listrik atau magnet spasial yang simetris dengan sumbu tabung untuk membengkokkan lintasan elektron menuju sumbu, membentuk fokus. Fungsinya mirip dengan lensa kaca cembung untuk memfokuskan berkas cahaya, sehingga disebut lensa elektron. Kebanyakan mikroskop elektron modern menggunakan lensa elektromagnetik, yang memfokuskan elektron dengan medan magnet kuat yang dihasilkan oleh arus eksitasi DC stabil yang melewati kumparan dengan sepatu tiang.
Pistol elektron adalah komponen yang terdiri dari katoda panas kawat tungsten, gerbang, dan katoda. Ia dapat memancarkan dan membentuk berkas elektron dengan kecepatan seragam, sehingga diperlukan kestabilan tegangan percepatan tidak kurang dari seperseribu.
