Էլեկտրոնային մանրադիտակ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Նկ. 1. թափանցունակ էլեկտրոնային մանրադիտակի արտաքին տեսքը

Էլեկտրոնային մանրադիտակ, առարկայի մի քանի հարյուրից մինչև մի քանի հարյուր հազար անգամ խոշորացված պատկեր ստանալու էլեկարոնաօպաիկական սարք։ էլեկտրոնային մանրադիտակում ճառագայթման աղբյուրը արագ էլեկտրոնների հոսքն է, որն առաջանում է շիկացած կաթոդից դուրս թռչող էլեկտրոնները մի քանի հազար վոլտ պոտենցիալների տարբերություն ունեցող էլեկտրական դաշտում արագացնելիս։ Ժամանակակից էլեկտրոնային մանրադիտակի լուծունակությունը, որը A-ի (10−8սմ) կարգի մեծություն է, մի քանի հազար անգամ գերազանցում է լավագույն օպտիկական մանրադիտակի լուծունակությունը։ Մանրադիտակի օպտիկական համակարգը բաղկացած է տարբեր տեսակի էլեկտրոնային ոսպնյակներից։ Պատկերի ստացման եղանակից կախված՝ էլեկտրոնային մանրադիտակները լինում են. թափանցունակ (տրանսմիսիոն), ռաստրային, էմիսիոն, անդրադարձնող, հայելային և ստվերային։ Թափանցունակ մանրադիտակում (նկ. 1) պատկեր ստացվում է այն դեպքում, երբ առարկայի միջով էլեկտրոնների փունջ է անցնում։

Նկ. 2. Թափանցունակ էլեկտրոնային մանրադիտակի սխեման. 1.էլեկտրոնային թնդանոթ (Կ-կաթոդ, ԿԷ-կիզակետող էլեկտրոդ , Ա-անոդ) 2.կոնդենսորային ոսպնյակ 3.առարկա 4.օբյեկտիվի ոսպնյակ 5.ապերտուրային դիաֆրագմա 6.պատկերի հարթություն 7.դիաֆրագմա 8.պրոյեկտող ոսպնյակ 9.ֆլուորեսցենցող էկրան, որի վրա ստացվում է վերջնական պատկերը

Կազմված է լուսավորման համակարգից, առարկայախցիկից, կիզակետող համակարգից, պատկերի գրանցման սարքից (ֆոտոխցիկ)։ Էլեկտրոնների փնջի ամբողջ ճանապարհին օդի նոսրացումը կազմում է 10−4-10−5 մմ սնդիկի սյուն։ Լուսավորման համակարգը բաղկացած է էլեկտրոնային թնդանոթից և կոնդենսորային ոսպնյակներից (նկ. 2)։ Այստեղ ստացվում է անհրաժեշտ ինտենսիվության էլեկտրոնային փունջ, որը կիզակետվելով ուղղվում է առարկայի վրա։

Աոաջին, մոտ 100 անգամ խոշորացված պատկերն ստացվում է առարկայական ոսպնյակի պատկերների հարթության վրա։ Այնուհետև այդ պատկերը խոշորացվում է միջանկյալ և պրոյեկտող ոսպնյակներով։ Վերջնական պատկերն ստացվում է լյումինաֆորով պատած էկրանի վրա։ Թափանցունակ մանրադիտակով (լուծունակությունը 8-50 Å է) կարելի է ուսումնասիրել դիսպերս համակարգերը (փոշի, սուսպենզիա) կամ այնպիսի առարկաներ, որոնց միջով անցնելիս էլեկտրոնները միայն մասնակիորեն են կլանվում (100 կվ պոտենցիալների տարբերության դեպքում հնարավոր է ուսումնասիրել մինչև 1500-2000 Å հաստության առարկաներ)։ Բյուրեղային բարակ նմուշների դիֆրակցիոն բնույթի պատկերներով հետազոտում են դիսլոկացիաներն ու բյուրեղային ցանցի այլ խախտումները։

Նկ. 3. ռաստրային էլեկտրոնային մանրադիտակի գործողության սկզբունքը

Մանրադիտակի աշխատանքային ռեժիմի համապատասխան փոփոխության դեպքում հնարավոր է ուսումնասիրել բարակ մագնիսական թաղանթների (տես այդ հոդվածի նկարը) կառուցվածքը (լորենցյան մանրազննություն), հաստ առարկաների մակերևութային ռելիեֆը՝ հետազոտելով այդ մակերևույթներից ստացված բարակ դրոշմները։

Նկ.4. անդրադարձնող մանրադիտակի սխեման.θ1-ճառագայթման անկյուն ,θ2-դիտման անկյուն ,a0-ապերտուրային անկյուն

Թափանցունակ մանրադիտակից բացի լայն կիրառություն ունեն նաև այն էլեկտրոնային մանրադիտակները, որոնցով կարելի է անմիջականորեն հետազոտել հաստ առարկաների կառուցվածքը։ Այդպիսին է ռաստրային էլեկտրոնային մանրադիտակը (նկ. 3), որի մեջ նմուշը կետ առ կետ ճառագայթվում է որոշակի ձևով շարժվող էլեկտրոնային զոնդով։

Նկ.5. Հայելային էլեկտրոնային մանրադիտակի գործողության սկզբունքը և նրա օպտիկական նմանակը

Զոնդի հետ հպման յուրաքանչյուր կետում առաջանում է մի քանի տեսակի ճառագայթում, որի շնորհիվ էլ էլեկտրոնաճառագայթային խողովակի էկրանի վրա ստացվում է առարկայի խոշորացված պատկերը։ Ներկայիս լավագույն ռաստրային մանրադիտակի լուծունակությունը մի քանի տասնյակ Å է։ Զանգվածեղ, էլեկտրոնների համար անթափանց օբյեկտներ ուսումնասիրելիս սովորաբար կիրառում են էմիսիոն էլեկտրոնային մանրադիտակը։ Այդպիսի մանրադիտակում (լուծունակությունը՝ 200-300 Å) պատկերն ստացվում է այն էլեկտրոնների միջոցով, որոնք առաքվում են նմուշը տաքացնելիս, լուսավորելիս, էլեկտրոններով կամ իոններով ռմբակոծելիս։

Անդրադարձնող մանրադիտակում (լուծունակությունը՝ 300-500 Å) առարկայի պատկերի առաջացումը պայմանավորված է ցրված էլեկտրոններով, որոնք անցնում են պատկերը խոշորացնող ոսպնյակների համակարգով (նկ. 4)։ Հայելային մանրադիտակով (նկ. 5) ստանում են էլեկտրական պոտենցիալի բաշխումը հետազոտվող նմուշի մակերևույթին։ էլեկտրոններն անդրադառնում են ոչ թե անմիջապես առարկայից, այլ այն էկրանացնող համապոտենցիալ մակերևույթից։ Այսպիսի մանրադիտակի լուծունակությունը 1ΟΟΟ Å է։ Ստվերային մանրադիտակում (լուծունակությունը՝ մինչև մի քանի հարյուր Å) նմուշի վրա ուղղվում է բարակ էլեկտրոնային զոնդ, որը առարկայից հեռու տեղադրված էկրանի վրա տալիս է նրա ստվերապատկնրը։ Էլեկտրոնային մանրադիտակը հզոր զենք է նյութերի կառուցվածքն ուսումնասիրելու համար։ 60-ական թվականների վերջին մանրադիտակի միջոցով ստացվել են խոշոր մոլեկուլների լուսանկարներ, որոնցում երևում է որոշ ատոմների միջուկների դասավորությունը։ Էլեկտրոնային մանրադիտակը գործնական արդյունավետ կիրառություն ունի նաև քիմիական, կենսբանական և բժշկական հետազոտությունների բնագավառում։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական տարբերակը վերցված է Հայկական սովետական հանրագիտարանից, որի նյութերը թողարկված են Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) թույլատրագրի ներքո։ CC-BY-SA-icon-80x15.png