1. Кіріспе Пәннің мақсаты мен мазмұны Кристалдардың құрылымы
жүктеу/скачать 1,81 Mb.
|
357434-1
Есептер жиынтығы, биоинфо Асыл, Джексон Эндрю
| 1. Электронды сіңіру
2. Астигматизм Электрондық сәуленің үлгімен өзара әрекеттесуі кезінде объектінің зат атомдарының жанында өтетін электрондар оның қасиеттерімен анықталған бағытта ауытқиды. Бұл негізінен кескіннің көрінетін контрастына байланысты. Сонымен қатар, электрондар әлі де энергиясы мен бағытының өзгеруіне байланысты серпімді шашырауға ұшырауы мүмкін, өзара әрекеттесусіз объект арқылы өтуі немесе объект арқылы сіңірілуі мүмкін. Электрондар затпен жұтылған кезде жарық немесе рентген сәулесі пайда болады немесе жылу шығады. Егер үлгі жеткілікті жұқа болса, онда шашыраңқы электрондардың үлесі аз болады. Заманауи микроскоптардың дизайны кескінді қалыптастыру үшін электронды сәуленің объектімен өзара әрекеттесуі кезінде пайда болатын барлық әсерлерді қолдануға мүмкіндік береді. Нысан арқылы өткен электрондар алғашқы үлкейтілген кескінді алуға арналған объективті линзаға (9) енеді. Объективті линза-бұл микроскоптың маңызды бөліктерінің бірі, ол құрылғының ажыратымдылығына "жауап береді". Бұл электрондардың оське салыстырмалы түрде үлкен көлбеу бұрышпен енуіне байланысты, нәтижесінде тіпті кішігірім аберрациялар да объектінің бейнесін айтарлықтай нашарлатады. Сурет 4-объективтілинзаныңалғашқыаралықкескінінқалыптастыружәнеаберрацияэффектісі [5]. Соңғы үлкейтілген электрондық кескін электрондық бомбалау әсерінен жарқырайтын люминесцентті экран арқылы көрінетін болады. Бұл сурет, әдетте, сәл контрастты, әдетте бинокулярлық жарық микроскопы арқылы қарастырылады. Бірдей жарықтықта, 10 үлкейтуі бар мұндай микроскоп көздің тор қабығында кескін жасай алады, бұл көзге қарағанда 10 есе үлкен. Кейде әлсіз кескіннің жарықтығын арттыру үшін электронды-оптикалық түрлендіргіші бар фосфор экраны қолданылады. Бұл жағдайда түпкілікті кескінді қарапайым теледидар экранына шығаруға болады, бұл оны бейне таспаға жазуға мүмкіндік береді. Бейне уақыт өте келе өзгеретін суреттерді тіркеу үшін қолданылады, мысалы, химиялық реакцияның жүруіне байланысты. Көбінесе соңғы сурет пленкада немесе фотопластинкада тіркеледі. Фотопластинка, әдетте, қарапайым көзбен көруге немесе бейне таспаға жазылғаннан гөрі айқын бейнені алуға мүмкіндік береді, өйткені фотоматериалдар, әдетте, электрондарды тиімдірек жазады. Сонымен қатар, фотопленка ауданының бірлігіне бейне таспаның ауданына қарағанда 100 есе көп сигнал тіркелуі мүмкін. Осының арқасында пленкада тіркелген суретті айқындықты жоғалтпай шамамен 10 есе үлкейтуге болады. Магниттік және электростатикалық электрондық линзалар жетілмеген. Олардың оптикалық микроскоптың әйнек линзаларымен бірдей ақаулары бар-хроматикалық, сфералық аберрация және астигматизм. Хроматикалық аберрация әртүрлі жылдамдықтағы электрондарды фокустау кезінде фокустық ұзындықтың сәйкес келмеуіне байланысты пайда болады. Бұл бұрмаланулар электронды сәуленің тогын және линзалардағы токты тұрақтандыру арқылы азаяды. Сфералық аберрация объективтің перифериялық және ішкі аймақтары кескінді әртүрлі фокустық ұзындықта қалыптастыратындығына байланысты. Магнит катушкасын орау, электромагниттің өзегі және электрондар өтетін катушкадағы канал өте жақсы орындалмайды. Линзаның магнит өрісінің асимметриясы электрондардың траекториясының айтарлықтай қисықтығына әкеледі. Микроскопия және дифракция режимдерінде жұмыс істеу. Қараңғыланған аймақтар екі режимдегі эквивалентті сәулелердің жүрісін белгілейді [5]. Егер магнит өрісі асимметриялы болса, онда линза кескінді бұрмалайды (астигматизм). Мұны электростатикалық линзаларға да жатқызуға болады. Электродтарды жасау процесі және оларды орталықтандыру өте дәл болуы керек, өйткені линзалардың сапасы осыған байланысты. Көптеген заманауи электронды микроскоптарда магнит және электр өрістерінің симметриясының бұзылуы стигматорлармен жойылады. Шағын электромагниттік катушкалар электромагниттік линзалардың арналарына салынып, олар арқылы өтетін токты өзгертеді, олар өрісті түзетеді. Электростатикалық линзалар электродтармен толықтырылады: потенциалды таңдай отырып, негізгі электростатикалық өрістің асимметриясын өтеуге болады. Стигматорлар өрістерді өте жақсы реттейді, олардың жоғары симметриясына қол жеткізуге мүмкіндік береді. Линзада тағы екі маңызды құрылғы бар-диафрагма және бұралмалы катушкалар. Егер қабылданбаған (дифракцияланған) сәулелер соңғы кескінді қалыптастыруға қатысса, онда линзаның сфералық аберрациясына байланысты кескін сапасы нашар болады. Объективті линзаға тесік диаметрі 40-50 мкм болатын диафрагма енгізіледі, ол 0,5 градустан асатын сәулелерді кешіктіреді. Кішкентай бұрышқа ауытқыған сәулелер ашық еден бейнесін жасайды. Егер диафрагма өтіп жатқан сәулені бұғаттаса, онда кескін дифрагирленген сәулемен қалыптасады. Бұл жағдайда ол қараңғы өрісте алынады. 5-сурет-электронды микроскоптағы сәулелендіру түріндегі сәулелердің барысы Алайда, қараңғы өріс әдісі жеңіл еденге қарағанда аз сапалы кескін береді, өйткені кескін микроскоптың осіне бұрышпен қиылысатын сәулелермен қалыптасады, сфералық аберрация және астигматизм көбірек көрінеді. Қабылдамайтын катушкалар электронды сәуленің көлбеуін өзгертуге қызмет етеді. Соңғы кескінді алу үшін объектінің алғашқы үлкейтілген кескінін үлкейту керек. Ол үшін проекциялық линза қолданылады. Электрондық микроскоптың жалпы ұлғаюы үлкейткіш әйнектің шамалы сәйкес келуінен ( 10, 20) кең ауқымда өзгеруі керек, онда объектінің бір бөлігін ғана емес, сонымен бірге бүкіл нысанды көруге болады, бұл электронды микроскоптың жоғары ажыратымдылығын барынша толық пайдалануға мүмкіндік береді (әдетте 200000-ға дейін). Енді екі сатылы жүйе жеткіліксіз (объектив, проекциялық линза). Максималды ажыратымдылыққа арналған заманауи электронды микроскоптарда кем дегенде үш үлкейтетін линзалар болуы керек – линзалар, аралық және проекциялық линзалар. Мұндай жүйе кең ауқымда (10-нан 200000-ға дейін) өсудің өзгеруіне кепілдік береді. Үлкейту өзгерісі аралық линзаның тогын реттеу арқылы жүзеге асырылады. Үлкен үлкейтуге ықпал ететін тағы бір фактор – линзаның оптикалық күшінің өзгеруі. Линзаның оптикалық күшін арттыру үшін электромагниттік катушканың цилиндрлік каналына арнайы "полюсті кеңестер"салынған. Олар жұмсақ темірден немесе үлкен магнит өткізгіштігі бар қорытпалардан жасалған және магнит өрісін аз мөлшерде шоғырландыруға мүмкіндік береді. Микроскоптардың кейбір модельдерінде полюстің ұштарын өзгерту мүмкіндігі қарастырылған, осылайша объектінің кескінінің қосымша ұлғаюына қол жеткізіледі. Соңғы экранда зерттеуші объектінің үлкейтілген бейнесін көреді. Нысанның әртүрлі бөліктері оларға құлаған электрондарды басқаша таратады. Объективті линзадан кейін (жоғарыда айтылғандай) тек электрондар назар аударады, олар объект өткен кезде кішкене бұрыштарға ауытқиды. Дәл сол электрондар экранда аралық және проекциялық линзаларға назар аударады. Экранда нысанның тиісті бөліктері жарқын болады. Егер объектінің бөліктері үлкен бұрыштарға ауытқып кетсе, электрондар объективті линзада орналасқан диафрагмамен кешіктіріледі және кескіннің тиісті бөліктері экранда қараңғы болады. Кескін флуоресцентті экранда көрінеді (оған түсетін электрондардың әсерінен жарқырайды). Оны фотопластинкаға немесе экраннан бірнеше сантиметр төмен орналасқан пленкаға түсіріңіз. Пластина экранның астына қойылса да, электронды линзалар өрістің және фокустың тереңдігіне ие болғандықтан, фотосурет тақтасындағы объектінің кескінінің анықтығы нашарламайды. Пластинаны ауыстыру-герметикалық люк арқылы. Кейде фотокамералар қолданылады (12-ден 24-ке дейін), олар шлюз камералары арқылы орнатылады, бұл бүкіл микроскоптың депрессиясын болдырмайды. жүктеу/скачать 1,81 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|