Warum unterscheidet sich die Auflösung des Elektronenmikroskops so stark von der eines Lichtmikroskops?
Da Elektronenmikroskope Elektronenstrahlen und optische Mikroskope sichtbares Licht verwenden und die Wellenlänge von Elektronenstrahlen kürzer als die von sichtbarem Licht ist, ist die Auflösung von Elektronenmikroskopen viel höher als die von optischen Mikroskopen.
Die Auflösung des Mikroskops hängt vom Einfallskegelwinkel und der Wellenlänge des die Probe durchdringenden Elektronenstrahls ab.
Die Wellenlänge des sichtbaren Lichts beträgt etwa {{0}} Nanometer, während die Wellenlänge von Elektronenstrahlen von der Beschleunigungsspannung abhängt. Nach dem Prinzip der Welle-Teilchen-Dualität ist die Wellenlänge von Hochgeschwindigkeitselektronen kürzer als die von sichtbarem Licht, und die Auflösung des Mikroskops ist durch die verwendete Wellenlänge begrenzt, also die Auflösung des Elektronenmikroskops (0,2 Nanometer). ist viel höher als die des optischen Mikroskops (200 nm).
Die Anwendung der Elektronenmikroskop-Technologie basiert auf dem optischen Mikroskop. Die Auflösung des optischen Mikroskops beträgt {{0}},2 μm und die Auflösung des Transmissionselektronenmikroskops beträgt 0,2 nm. Das heißt, das Transmissionselektronenmikroskop wird auf Basis des optischen Mikroskops um das 1000-fache vergrößert. mal.
Obwohl die Auflösung eines Elektronenmikroskops viel höher ist als die eines Lichtmikroskops, hat es einige Nachteile:
1. In einem Elektronenmikroskop müssen Proben im Vakuum beobachtet werden, sodass lebende Proben nicht beobachtet werden können. Mit der Weiterentwicklung der Technologie wird das Umwelt-Rasterelektronenmikroskop nach und nach die direkte Beobachtung lebender Proben ermöglichen;
2. Bei der Verarbeitung der Probe kann es zu einer Struktur kommen, die die Probe nicht aufweist, was die Schwierigkeit der anschließenden Bildanalyse erschwert;
3. Aufgrund der starken Fähigkeit zur Elektronenstreuung kann es leicht zu Sekundärbeugung kommen;
4. Da es sich um ein zweidimensionales, ebenes Projektionsbild eines dreidimensionalen Objekts handelt, ist das Bild manchmal nicht eindeutig.
5. Da mit dem Transmissionselektronenmikroskop nur sehr dünne Proben beobachtet werden können, ist es möglich, dass sich die Struktur der Oberfläche des Materials von der Struktur im Inneren des Materials unterscheidet;
6. Bei ultradünnen Proben (weniger als 100 Nanometer) ist der Probenvorbereitungsprozess kompliziert und schwierig, und die Probenvorbereitung wird beschädigt;
7. Der Elektronenstrahl kann die Probe durch Kollision und Erhitzung zerstören;
8. Die Anschaffungs- und Wartungspreise von Elektronenmikroskopen sind relativ hoch.
