Microscopul Electronic

Inventia microscopului electronic a fost posibila in urma unor studii experimentale si teoretice in fizica si inginerie. Principalul concept pe care microscopul electronic s-a format : electronii au unda asociata. Acesta a fost ipotetizat de catre fizicianul francez Printul Luis Victor de Broglie in 1924. In 1927, ipoteza lui de Broglie a fost verificata experimental de catre fizicienii americani Clinton J. Davisson si Lester H. Germer si independent de catre fizicianul englez George Paget Thomson. In 1932 inginerii germani Max Knoll si Ernst Ruska construiesc primul microscop de transmisie electronica. In 1938 Ruska si inginerul german Bodo von Borries construiesc primul model al comercialului M.E.T. pentru Siemens-Halske Company din Berlin, Germania. Inginerul englez Sir Charles Oatley a inventat M.E.S.-ul. Ernst Ruska a realizat primele experimente cu ajutorul microscopului electronic construit de el însusi, primul de acest fel din lume, în care rolul razelor de lumina era îndeplinit de un fascicul de electroni ce traversau mai multe lentile electronice. Primul microscop electronic putea mari imaginea obiectelor doar de 400 de ori.

Se stie ca puterea separatoare a intrumentelor optice este invers proportionala cu lungimea de unda a radiatiei utilizate. Microscoapele optice nu vor putea da imagini clare ale unor obiecte cu dimensiuni mai mici de circa 0,15 µm. Puterea separatoare a putut fi sensibil marita cu ajutorul microscopului electronic, deorece lungimea de unda a undei asociate electronului este mult mai mica decat a radiatiilor vizibile sau ultraviolete utilizate de microscopul optic.

Microscoapele pot doar sa mareasca structuri care sunt mai mari decat lungimea undelor (unda luminoasa). Acestea pot obtine mult mai multa putere de marire decat microscoapele standard ce folosesc lumina solara pentru ca electronii au lungime de unda asociata mai mica decat cea a lungimea de unda a luminii. Cea mai mare marire posibila este de 2 000 X decat cea initiala. Microscoapele electronice moderne pot ajunge la magnificari de aproximativ 1 000 000 X

Din punct de vedere constructiv, microscopul electronic are o structura mult mai complexa decat microscopul optic. Totusi, partile principale ale microscopului electronic indeplinesc aceleasi functii ca si lentilele microscopului optic. Ele sunt magnetice sau electrice, dupa cum devierea fasciculului de electroni are loc intr-un camp magnetic sau intr-un camp electric.

In cazul microscopului electronic, electronii pe toata traiectoria lor – de la sursa pana la imaginea finala - se deplaseaza in vid. Pentru ca imaginea electronica sa fie vizibila, este necesar ca aceasta sa fie transformata intr-una luminoasa. In acest scop, in planul imaginii finale se afla un ecran fluorescent.

Microscopul electronic este folosit in diferite domenii de cercetare, dar una din utilizarile curente este in domeniul cercetarilor medicale si biologice. Substantele biologice, in general, nu pot fi studiate sub forma vie, deoarece la o tensiune curenta de 30-50 000 V, timpul de expunere a probelor biologice in vid este destul de lung, ceea ce conduce la distrugerea tesuturilor vii. In 1962 a fost pus la punct un microscop electronic pentru cercetarile biologice pe viu. La acest microscop se foloseste o tensiune de 2 000 000 V, ceea ce conduce la micsorarea sensibila a timpului de expunere si deci si la o absorbtie mult mai mica a fasciculului de electroni in proba biologica.