Similitudes et différences du principe d'imagerie par microscope optique au microscope électronique
Un microscope électronique est un instrument qui utilise des faisceaux d'électrons et des lentilles électroniques au lieu de faisceaux lumineux et de lentilles optiques pour imager les structures fines de substances à des grossissements très élevés basés sur le principe de l'optique électronique.
Le pouvoir de résolution d'un microscope électronique est représenté par la distance minimale entre deux points adjacents qu'il peut résoudre. Dans les années 1970, les microscopes électroniques à transmission avaient une résolution d'environ 0,3 nanomètres (le pouvoir de résolution de l'œil humain est d'environ 0,1 millimètre). Maintenant, le grossissement maximal du microscope électronique dépasse 3 millions de fois, tandis que le grossissement maximal du microscope optique est d'environ 2000 fois, de sorte que les atomes de certains métaux lourds et les réseaux atomiques soigneusement disposés dans le cristal peuvent être directement observés à travers le microscope électronique. .
En 1931, Knorr-Bremse et Ruska d'Allemagne ont réaménagé un oscilloscope haute tension avec une source d'électrons à décharge à cathode froide et trois lentilles électroniques, et ont obtenu une image agrandie plus de dix fois, ce qui a confirmé la possibilité d'une imagerie agrandie au microscope électronique. En 1932, après l'amélioration de Ruska, le pouvoir de résolution du microscope électronique a atteint 50 nanomètres, soit environ dix fois le pouvoir de résolution du microscope optique à cette époque, de sorte que le microscope électronique a commencé à attirer l'attention des gens.
Dans les années 1940, Hill aux États-Unis a utilisé un astigmatiseur pour compenser l'asymétrie de rotation de la lentille électronique, ce qui a fait une nouvelle percée dans le pouvoir de résolution du microscope électronique et a progressivement atteint le niveau moderne. En Chine, un microscope électronique à transmission a été développé avec succès en 1958 avec une résolution de 3 nanomètres, et en 1979 un grand microscope électronique avec une résolution de 0,3 nanomètre a été fabriqué.
Bien que le pouvoir de résolution du microscope électronique soit bien meilleur que celui du microscope optique, il est difficile d'observer des organismes vivants car le microscope électronique doit fonctionner dans des conditions de vide, et l'irradiation du faisceau d'électrons entraînera également la être endommagé par les radiations. D'autres questions, telles que l'amélioration de la luminosité du canon à électrons et la qualité de la lentille à électrons, doivent également être étudiées plus avant.
Le pouvoir de résolution est un indicateur important de la microscopie électronique, qui est lié à l'angle de cône incident et à la longueur d'onde du faisceau d'électrons traversant l'échantillon. La longueur d'onde de la lumière visible est d'environ {{0}} nanomètres, tandis que la longueur d'onde des faisceaux d'électrons est liée à la tension d'accélération. Lorsque la tension d'accélération est de 50-100 kV, la longueur d'onde du faisceau d'électrons est d'environ 0,0053-00,0037 nanomètre. Étant donné que la longueur d'onde du faisceau d'électrons est beaucoup plus petite que la longueur d'onde de la lumière visible, même si l'angle de cône du faisceau d'électrons n'est que de 1% de celui du microscope optique, le pouvoir de résolution du microscope électronique est encore bien supérieur à celui du microscope optique.
