इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप क्लासिक मायक्रोस्कोपच्या महत्त्वपूर्ण बदलांचे प्रतिनिधित्व करते. इलेक्ट्रॉनच्या मदतीने हे एखाद्या वस्तूच्या पृष्ठभागावर किंवा आतील भागाची प्रतिमा बनवू शकते.
इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप म्हणजे काय?
इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप शास्त्रीय सूक्ष्मदर्शकाचे महत्त्वपूर्ण बदल दर्शवते. पूर्वीच्या काळी, इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपला सुपरमिक्रोस्कोप म्हणून देखील ओळखले जात असे. हे एक वैज्ञानिक इन्स्ट्रुमेंट म्हणून कार्य करते ज्याद्वारे इलेक्ट्रॉनिक बीमच्या सहाय्याने ऑब्जेक्ट्सचे चित्रिकरण मोठे केले जाऊ शकते आणि अधिक सखोल परीक्षांना परवानगी दिली जाईल. एका प्रकाश सूक्ष्मदर्शकापेक्षा इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपद्वारे बरेच उच्च रिझोल्यूशन प्राप्त केले जाऊ शकतात. हलकी मायक्रोस्कोप सर्वोत्तम बाबतीत दोन हजार वेळा एक मोठेपण प्राप्त करू शकते. तथापि, जर दोन बिंदूंमधील अंतर प्रकाशाच्या अर्ध्या तरंगलांबीपेक्षा कमी असेल तर मानवी डोळा यापुढे ते वेगळे वेगळे करू शकणार नाही. दुसरीकडे इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप 1: 1,000,000 चे मोठेपण प्राप्त करते. हे इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपच्या लाटा प्रकाशाच्या लाटांपेक्षा बर्‍याच लहान असतात या वस्तुस्थितीचे श्रेय दिले जाऊ शकते. हस्तक्षेप करणारी हवा दूर करण्यासाठी रेणू, इलेक्ट्रॉन बीम मोठ्या इलेक्ट्रिक फील्डद्वारे व्हॅक्यूममधील ऑब्जेक्टवर केंद्रित आहे. प्रथम इलेक्ट्रोन मायक्रोस्कोप 1931 मध्ये जर्मन इलेक्ट्रिकल अभियंता अर्न्स्ट रुस्का (1906-1988) आणि मॅक्स नॉल (1897-1969) यांनी विकसित केले होते. प्रारंभी, तथापि, इलेक्ट्रॉन-पारदर्शक वस्तूऐवजी लहान मेटल ग्रॅशिंग्ज प्रतिमा म्हणून काम करतात. अर्न्स्ट रुस्का यांनी 1938 मध्ये व्यावसायिक हेतूसाठी वापरला जाणारा पहिला इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप देखील बांधला. 1986 मध्ये रुस्काला त्याच्या सुपरमाइक्रोस्कोपसाठी भौतिकशास्त्रातील नोबेल पुरस्कार मिळाला. बर्‍याच वर्षांमध्ये इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपीवर सतत नवीन डिझाइन आणि तांत्रिक सुधारणा केल्या जात आहेत, जेणेकरून सध्याच्या काळात इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपशिवाय विज्ञानाची कल्पना करणे अशक्य आहे.
आकार, प्रकार आणि प्रकार
इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपच्या मुख्य मूलभूत प्रकारांमध्ये स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप (एसईएम) आणि ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप (टीईएम) यांचा समावेश आहे. स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप एका घन वस्तूसाठी पातळ इलेक्ट्रॉन बीम स्कॅन करते. इलेक्ट्रॉन किंवा इतर सिग्नल जे ऑब्जेक्टमधून पुन्हा उद्भवतात किंवा बॅकस्कॅटर्ड आहेत ते समक्रमितपणे शोधले जाऊ शकतात. इलेक्ट्रॉन बीम स्कॅन केलेल्या पिक्सेलची तीव्रता मूल्य शोधला जाणारा प्रवाह निर्धारित करते. नियमानुसार, निर्धारित केलेला डेटा कनेक्ट स्क्रीनवर प्रदर्शित केला जाऊ शकतो. अशाप्रकारे, वापरकर्त्यास रिअल टाइममध्ये प्रतिमेचे बिल्टअप अनुसरण करण्यास सक्षम आहे. इलेक्ट्रॉनिक बीमसह स्कॅन करताना इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप ऑब्जेक्टच्या पृष्ठभागापर्यंत मर्यादित आहे. व्हिज्युअलायझेशनसाठी, इन्स्ट्रुमेंट फ्लूरोसंट स्क्रीनवर प्रतिमा निर्देशित करते. छायाचित्रणानंतर, प्रतिमा 1: 200,000 पर्यंत वाढवता येऊ शकतात. अर्न्स्ट रुस्का द्वारे उत्पन्न केलेला ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप वापरताना, तपासणी केली जाणारी वस्तू, ज्यास योग्य पातळपणा असणे आवश्यक आहे, ते इलेक्ट्रॉनद्वारे विकिरणित होते. ऑब्जेक्टची योग्य जाडी काही नॅनोमीटरपासून अनेक मायक्रोमीटरपर्यंत बदलते, जे ऑब्जेक्ट मटेरियलच्या अणूंची संख्या, इच्छित रिझोल्यूशन आणि प्रवेगक व्होल्टेजच्या पातळीवर अवलंबून असते. प्रवेगक व्होल्टेज जितकी कमी असेल आणि अणूची संख्या जितकी जास्त असेल तितकी ती वस्तू जितकी पातळ असेल. प्रसारित इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपची प्रतिमा शोषलेल्या इलेक्ट्रॉनद्वारे तयार केली जाते. इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपच्या इतर उपप्रकारांमध्ये किरोइलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप (केईएम) यांचा समावेश आहे, जो जटिल प्रथिने स्ट्रक्चर्सचा अभ्यास करण्यासाठी वापरला जातो, आणि उच्च-व्होल्टेज इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप, ज्यामध्ये खूप उच्च प्रवेग मार्जिन आहे. याचा उपयोग विस्तृत वस्तूंची प्रतिमा करण्यासाठी केला जातो.
रचना आणि ऑपरेशनची मोड
इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाच्या आतील बाजूस असलेल्या सूक्ष्मदर्शकाच्या रचनेत थोडेसे साम्य दिसते. तथापि, तेथे समांतर आहेत. उदाहरणार्थ, इलेक्ट्रॉन तोफा शीर्षस्थानी स्थित आहे. सर्वात सोप्या बाबतीत, हे टंगस्टन वायर असू शकते. हे गरम होते आणि इलेक्ट्रॉन सोडते. इलेक्ट्रॉन बीम इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सद्वारे केंद्रित आहे, ज्याला अंगठीसारखे आकार असतात. इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स एका प्रकाश मायक्रोस्कोपमधील लेन्ससारखे असतात. सूक्ष्म इलेक्ट्रॉन बीम आता नमुन्यापेक्षा स्वतंत्रपणे इलेक्ट्रॉन ठोकायला सक्षम आहे. त्यानंतर डिटेक्टरद्वारे इलेक्ट्रॉन पुन्हा संग्रहित केले जातात, ज्यामधून प्रतिमा तयार केली जाऊ शकते. जर इलेक्ट्रॉन बीम हलला नाही तर केवळ एक बिंदू कल्पना केला जाऊ शकतो. तथापि, पृष्ठभागाचे स्कॅनिंग झाल्यास, एक बदल दिसून येतो. इलेक्ट्रॉन बीम इलेक्ट्रोमग्नेट्सद्वारे डिरेक्ट केले जाते आणि तपासणी केलेल्या ऑब्जेक्टवर ओळीने मार्गदर्शक रेखा बनवते. हे स्कॅनिंग ऑब्जेक्टची वर्धित आणि उच्च-रिझोल्यूशन प्रतिमा सक्षम करते. जर परीक्षकास ऑब्जेक्टच्या अगदी जवळ जायचे असेल तर त्याला फक्त इलेक्ट्रॉन बीम स्कॅन केलेले क्षेत्र कमी करणे आवश्यक आहे. स्कॅनिंग क्षेत्र जितके छोटे असेल तितके ऑब्जेक्ट मोठे दिसेल. प्रथम तयार करण्यात आलेल्या इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाने तपासणी केलेल्या वस्तूंचे 400 वेळा मोठे केले. आधुनिक काळात, उपकरणे ऑब्जेक्टला 500,000 वेळा वाढवू शकतात.
वैद्यकीय आणि आरोग्यासाठी फायदे
जीवशास्त्र यासारख्या औषध आणि वैज्ञानिक शाखांसाठी इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप हा सर्वात महत्वाचा शोध आहे. अशा प्रकारे, उत्कृष्ट परीक्षेचा निकाल इन्स्ट्रुमेंटद्वारे मिळविला जाऊ शकतो. विशेषत: औषधासाठी महत्त्वाची ती वस्तुस्थिती होती व्हायरस आता इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाद्वारे देखील तपासले जाऊ शकते. व्हायरसउदाहरणार्थ, त्यापेक्षा बर्‍याच वेळा लहान आहेत जीवाणू, म्हणून त्यांना हलके मायक्रोस्कोपद्वारे तपशीलवार कल्पना केली जाऊ शकत नाही. तसेच कोशिकेतल्या आतील बाजूस प्रकाश मायक्रोस्कोपद्वारे तपशीलवार माहिती दिली जाऊ शकत नाही. तथापि, हे इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकासह बदलले. आजकाल, जसे की धोकादायक रोग एड्स (एचआयव्ही) किंवा रेबीज इलेक्ट्रॉनिक मायक्रोस्कोपसह अधिक चांगले तपासले जाऊ शकते. तथापि, इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपचे देखील काही तोटे आहेत. उदाहरणार्थ, तापलेल्या वस्तूंमुळे किंवा वेगवान इलेक्ट्रॉन संपूर्ण अणूंनी आदळल्यामुळे इलेक्ट्रॉन बीममुळे तपासणी केलेल्या वस्तूंचा परिणाम होऊ शकतो. याव्यतिरिक्त, इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपचे संपादन आणि देखभाल खर्च खूप जास्त आहेत. या कारणासाठी, साधने प्रामुख्याने संशोधन संस्था किंवा खाजगी सेवा प्रदात्यांद्वारे वापरली जातात.
