Instrumento de microscopio electrónico de transmisión

Microscopio electrónico de transmisión (TEM), tipo de microscopio electrónico que tiene tres sistemas esenciales: (1) una pistola de electrones, que produce el haz de electrones, y el sistema de condensador, que enfoca el haz en el objeto, (2) la imagen que produce sistema, que consiste en la lente del objetivo, la etapa móvil de la muestra y las lentes intermedias y del proyector, que enfocan los electrones que pasan a través de la muestra para formar una imagen real, muy ampliada, y (3) el sistema de grabación de imágenes, que convierte la imagen electrónica en alguna forma perceptible para el ojo humano. El sistema de grabación de imágenes generalmente consiste en una pantalla fluorescente para ver y enfocar la imagen y una cámara digital para registros permanentes. Además, se requiere un sistema de vacío, que consta de bombas y sus medidores y válvulas asociados, y fuentes de alimentación.

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La pistola electrónica y el sistema condensador

La fuente de electrones, el cátodo, es un filamento de tungsteno calentado en forma de V o, en instrumentos de alto rendimiento, una varilla puntiaguda de un material como el hexaboruro de lantano. El filamento está rodeado por una cuadrícula de control, a veces llamada cilindro Wehnelt, con una abertura central dispuesta en el eje de la columna; El vértice del cátodo está dispuesto para estar en o justo encima o debajo de esta abertura. El cátodo y la rejilla de control tienen un potencial negativo igual al voltaje de aceleración deseado y están aislados del resto del instrumento. El electrodo final de la pistola de electrones es el ánodo, que toma la forma de un disco con un orificio axial. Los electrones abandonan el cátodo y el blindaje, aceleran hacia el ánodo y, si la estabilización del alto voltaje es adecuada, pasan a través de la abertura central con una energía constante. El control y la alineación de la pistola de electrones son fundamentales para garantizar un funcionamiento satisfactorio.

La intensidad y la apertura angular del haz están controladas por el sistema de lentes del condensador entre la pistola y la muestra. Se puede usar una sola lente para converger el haz en el objeto, pero, más comúnmente, se emplea un doble condensador. En esto, la primera lente es fuerte y produce una imagen reducida de la fuente, que luego es fotografiada por la segunda lente sobre el objeto. Tal disposición es económica de espacio entre el cañón de electrones y la etapa del objeto y es más flexible, porque la reducción en el tamaño de la imagen de la fuente (y, por lo tanto, el tamaño final del área iluminada en la muestra) puede variar ampliamente controlando La primera lente. El uso de un tamaño de punto pequeño minimiza las perturbaciones en la muestra debido al calentamiento y la irradiación.

El sistema de producción de imágenes.

La rejilla de muestras se transporta en un pequeño soporte en una etapa de muestra móvil. La lente del objetivo generalmente tiene una distancia focal corta (1–5 mm [0.04–0.2 pulgadas]) y produce una imagen intermedia real que se amplía aún más con la lente o lentes del proyector. Una sola lente de proyector puede proporcionar un rango de aumento de 5: 1, y mediante el uso de piezas polares intercambiables en el proyector se puede obtener un rango más amplio de aumentos. Los instrumentos modernos emplean dos lentes de proyector (una llamada lente intermedia) para permitir un mayor rango de aumento y proporcionar un mayor aumento general sin un aumento proporcional en la longitud física de la columna del microscopio.

Por razones prácticas de estabilidad y brillo de la imagen, el microscopio a menudo se opera para proporcionar un aumento final de 1,000–250,000 × en la pantalla. Si se requiere un aumento final más alto, se puede obtener por ampliación fotográfica o digital. La calidad de la imagen final en el microscopio electrónico depende en gran medida de la precisión de los diversos ajustes mecánicos y eléctricos con los que las diferentes lentes se alinean entre sí y con el sistema de iluminación. Las lentes requieren fuentes de alimentación de alto grado de estabilidad; Para el más alto nivel de resolución, es necesaria la estabilización electrónica a más de una parte en un millón. El control de un microscopio electrónico moderno lo lleva a cabo una computadora, y el software dedicado está fácilmente disponible.

Grabación de imagen

La imagen electrónica es monocromática y debe hacerse visible al ojo ya sea permitiendo que los electrones caigan en una pantalla fluorescente colocada en la base de la columna del microscopio o capturando la imagen digitalmente para mostrarla en un monitor de computadora. Las imágenes computarizadas se almacenan en un formato como TIFF o JPEG y se pueden analizar o procesar imágenes antes de su publicación. La identificación de áreas específicas de una imagen, o píxeles con características específicas, permite agregar colores espurios a una imagen monocroma. Esto puede ser una ayuda para la interpretación visual y la enseñanza y puede crear una imagen visualmente atractiva a partir de la imagen en bruto.