Home История вирусов и болезней Работает электронный микроскоп

Работает электронный микроскоп

Как же построен и работает электронный микроскоп? Собственно, он построен примерно так же, как и световой. Однако в световом микроскопе мы видим предмет в соответствующем увеличении непосредственно глазом, а в электронном — его «теневое» изображение на флюоресцирующем экране.

Источником электронов в электронном микроскопе является вольфрамовая проволочка (нить). В вольфраме, как и в любом другом металле, имеются так называемые «свободные электроны», не связанные отдельными атомами, но удерживаемые внутри металла поверхностными силами. При прохождении через вольфрамовую нить электрического тока она накаляется, средняя кинетическая энергия электронов становится выше, и наиболее быстрые из них «вылетают» в окружающее пространство (в вакуум). Излучение электронов при накаливании металлов получило название термоэлектронной эмиссии (эмиссия означает испускание). Эмиссией электронов из проводника (в данном случае вольфрамовой проволоки) при их накале и пользуются для получения электронных лучей. Задача заключается в том, чтобы этот поток свободных электронов можно было направлять в виде пучка и регулировать его силу. Это осуществляется при помощи так называемой электронно-лучевой пушки, в которой электроны вылетают на катоде с вольфрамовой нити, накаленной электрическим током до очень высокой температуры. Чем выше температура накала нити, тем больше испускает она электронов, которые, не встречая сопротивления (воздух из трубочки выкачан), распространяются прямолинейно от катода к аноду. Анод с небольшим отверстием пропускает только узкий пучок электронов, распространяющихся прямолинейно по направлению к экрану, покрытому флюоресцирующим веществом. При попадании электронов на экран дно трубки будет светиться, флюоресцировать. Если же мы на пути пучка электронов поставим какой-нибудь предмет, скажем, металлическую пластинку в виде, например,

креста, то электроны задержатся поверхностью этой фигуры и мы увидим на экране ее резко очерченную тень. Эта тень будет точно соответствовать не только форме фигуры (крест, звезда, треугольник и т. п.), но и ее размерам. Для этого надо знать только расстояние от предмета до его тени. Остальное дается вычислениями. Описанная нами выше обычная стеклянная электронно-лучевая пушка заменена в электронном микроскопе небольшой стальной трубкой, находящейся под вакуумом. На катодном конце трубки имеется тоненькая вольфрамовая нить, с нижнего кончика которой при ее накале вылетает поток электронов. При напряжении в 60 000 в скорость вылета электронов будет равна 124 000 км в секунду! Полный вакуум в трубке необходим для того, чтобы электроны не сталкивались с молекулами кислорода и азота воздуха и не отклонялись от прямолинейного пути. Предмет, изображение которого необходимо получить на экране (т. е. предмет, который необходимо видеть), помещается на пути пучка электронов в особам цилиндре, из которого выкачан воздух.