Электронный микроскоп, принципиальная схема электронного микроскопа

Оптический микроскоп в своем развитии зашел в тупик, так как не смог преодолеть планку рассмотрения чего-либо с меньшими размерами, чем 0.2 – 0.3 мкм.

На смену ему в 30 годах прошлого века пришел электронный микроскоп, для которого нет предела увеличения в 2000 раз присущего оптическому микроскопу.
Это связано с тем, что «электронная» длина волны короче световой в пятьдесят тысяч раз, что во столько же и увеличивает возможности рассмотрения более мелких деталей микромира.

Электронный микроскоп не «работает» со световым лучом, в нем оперируют электронным потоком частиц. Электронный микроскоп не имеет обычных линз из оптического стекла, он имеет «электронные линзы», представляющие собой катушки электромагнитов.

Если в оптическом микроскопе источником освещения исследуемого предмета является лампа, то в электронном микроскопе – электронная «пушка».

Из металлического катода электронного микроскопа вылетают электроны, которые фокусируются фокусирующим электродом и этот пучок получает энергию в мощном поле, которое присутствует между катодом и анодом «пушки» электронного микроскопа.
Для поддержания мощного поля между электродами прилагается огромное напряжение в сотни киловольт.

Далее пучок электронов направляется при участии конденсорной лампы на исследуемый объект, рассеивается на этом объекте. Затем объективная линза электронного микроскопа фокусирует электроны и помогает получить промежуточное изображение наблюдаемого в электронный микроскоп объекта.

Еще одна электронная линза, а именно проекционная, собрав электроны в пучок еще раз, сформирует изображение с еще большим увеличением на экране электронного микроскопа.
На люминесцентном экране электронного микроскопа можно наблюдать картину происходящего в микромире с объектом наблюдения и при необходимости сфотографировать.

Колонна, так называют единую конструкцию, собранную из всех этих линз, «пушки» и пр. имеет внутри вакуум достаточно высокой степени разряжения (менее 100 мкПа).
Все электронные блоки и линзы запитываются от мощных, стабильно работающих источников питания.

В случае, если ставится задача достичь увеличения микроскопа в сотни тысяч раз, то тогда между проекционной и объективной линзами микроскопа помещают дополнительную линзу.
И тогда уже доступны для наблюдения объекты с размерами в десятки долей нанометра.