phy4all
تهتم بالعلوم و خصوصا الفيزياء و الكيمياء
.
.

المجهر الإلكتروني

المجهر الإلكتروني:

يعطي المجهر الضوئي تكبيراً محدوداً الذي يعطى عادة ﺒ 0.61 λ/NA ، حيث NA (فتحة عددية) و هي خاصية تملكها العدسة و تتحدد بقدرة العدسة على التكبير و نصف قطرها و معامل الانكسار للعدسة ، و المجال المثالي ﻠ NA هو 0.25-1.32 ، و متوسط الطول الموجي للضوء المرئي تقريباً 0.5 μm و هذا يؤدي إلى حد أعظمي للتكبير تقريباً 0.2 μm .

و المسألة هي الأجسام الصغيرة جداً المكونة للمادة و التي يمكن رؤيتها نظرياً ، حيث مهما كانت درجة صفاء النظام الضوئي فلن تتغلب على هذا الحاجز الفيزيائي و حتى لو كبرت الصورة لدرجة كبيرة.

و العلاقة بين حد التكبير و طول موجة الإضاءة محققة من أجل جميع أنواع الأشعة ، فالجسيمات كالإلكترونات التي تسير بسرعة قريبة من سرعة الضوء تسلك سلوك موجة لها طول موجي فعال يتناسب عكساً مع سرعة هذه الإلكترونات ، لذلك نتوصل إلى مقدار تكبير متزايد بفحص العينة بإلكترونات ذات سرعة عالية.

مبدأ عمل المجهر الإلكتروني مشابه لمبدأ عمل المجهر الضوئي 

 

و المنبع هو عبارة عن شعيرة حارة جداً من التنغستين التي تقوم باصدار الإلكترونات ، و يطبق فرق جهد كبير  (  V50000-100000) لتسريع الإلكترونات ، و تركز الحزمة الإلكترونية على العينة بواسطة العدسات المكثفة التي هي عبارة عن مغناطيس كهربائي بدلاً من العدسات الزجاجية. حيث تعرقل هذه الإلكترونات بشكل تفاضلي من قبل العينة المدروسة و تركز الإلكترونات الناتجة بواسطة عدسات مغناطيسية إما على لوحة فوتوغرافية أو شاشة متألقة ، و تتشكل الصورة نتيجة الفعل الذي تقوم به العينة على الإلكترونات حيث بعض هذه الإلكترونات يمكن أن تتشتت أو تمتص بواسطة العينة ، و هذه الإلكترونات المفقودة تعطينا صورة عن العينة بنفس الطريقة التي يعطينا فيها الضوء الممتص في المجهر الضوئي صورة عن العينة.

 

أنواع المجهر الإلكتروني:

الشكل القياسي للمجهر الإلكتروني يتضمن إرسال حزمة إلكترونية خلال العينة و يطلق عليه Transmission Electron Microscopy و اختصاراً (TEM) .

أماScanning Electron microscopy  (SEM) فيلتقط الإلكترونات المتشتتة بواسطة العينة ليشكل صورة ثلاثية الأبعاد.

تثبت العينة و تفحص باستخدام حزمة ضيقة من الإلكترونات ، حيث تقاس كمية الإلكترونات المتشتتة على طول كل نقطة متتالية من العينة بواسطة الكاشف المحيط بالعينة 

 

و بما أن كمية الإلكترونات المتشتتة تعتمد على زاوية و عمق السطح نسبة إلى الحزمة الإلكترونية ، فإن الصورة تملك ظلالاً و أشياءً مهمة هي التي تعطي المظهر ثلاثي الأبعاد .

و التكبير الناتج عن اﻠ SEM ليس مرتفعاً جداً (تقريباً 10 nm مع فعالية تكبير تصل إلى 20000 مرة). و فقط يمكن معرفة الميزات السطحية للعينة.

يمكن أن نحصل على مظهر ثلاثي الأبعاد أفضل و أكبر من الناتج عن تقنية SEM و ذلك باستخدام تقنية TEM بالتظليل .

و هناك نوع آخر و هو مسبار التحليل المايكروي الإلكتروني(The electron probe microanalyzer) ،    و هو عبارة عن مجهر إلكتروني مجهز بمحلل لطيف الأشعة السينية ، و يمكنه فحص الطاقة العالية للأشعة السينية الصادرة عن العينة عند قذفها بالإلكترونات ، حيث يمكن تحديد هوية الذرات و الجزيئات المختلفة من الأشعة السينية الصادرة عنها ، لذلك فمسبار التحليل المايكروي الإلكتروني لا يعطي صورة مكبرة للعينة فقط    و إنما يعطي أيضاً معلومات حول التركيب الكيميائي للعينة.

 

إن الفرق بين تقنية الأشعة السينية و تقنية المجهر الإلكتروني أن الأشعة السينية تمسح كامل سطح العينة عند تغير الزاوية ، بينما في المجهر الإلكتروني يوضع جزء من العينة على حامل العينات ثم نشغل الجهاز بحيث نسلط عدد كبير من الإشعاعات على سطح العينة فيعمل كل إشعاع على اختراق منطقة صغيرة من العينة و هكذا نكون قد مسحنا كامل سطح العينة بهذه الإشعاعات ثم نقوم بواسطة برنامج خاص على الحاسوب بمعالجة جميع النتائج و معرفة العناصر الموجودة في العينة و نسبها و كذلك نحصل على صورة مكبرة لهذه العينة. 
 

المراجع:

1.  URL: http://nsm1.fullerton.edu/~skarl/EM/Instruction.html  © CALIFORNIA STATE UNIVERSITY, FULLERTON.

2.     Encarta Reference Library 2004 ©®1993-2003 Microsoft Corporation.

(0) تعليقات

Add a Comment



Add a Comment

<<Home


.
.