الامارات 7 - أنواع المجهر الإلكتروني
المجهر الإلكتروني هو تقنية متقدمة تُستخدم للحصول على صور كهرومغناطيسية عالية الدقة للعينات البيولوجية وغير البيولوجية. وهناك نوعان رئيسيان من المجاهر الإلكترونية: المجهر الإلكتروني النافذ (TEM) والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM).
1. المجهر الإلكتروني النافذ (TEM)
يعمل المجهر الإلكتروني النافذ من خلال توجيه شعاع إلكتروني عالي الجهد نحو العينة المراد فحصها. هذا الشعاع يمر عبر العينة، مما يُنتج صورة مكبرة تُعرض عبر العدسة الموضوعية. تم تطوير هذا النوع من المجاهر عام 1931 على يد إرنست روسكا وماكس كنول، ويُعتبر الأكثر تشابهًا مع المجهر الضوئي التقليدي.
استخدامات المجهر الإلكتروني النافذ
تصوير الأجزاء الداخلية للخلايا.
دراسة هياكل جزيئات البروتين.
تحليل تنظيم الجزيئات في الفيروسات.
فحص ترتيب جزيئات البروتين في أغشية الخلايا.
إنتاج أشباه الموصلات وتصنيع رقائق الكمبيوتر.
تحديد العيوب والكسور في الأجسام الصغيرة.
إيجابيات وسلبيات المجهر الإلكتروني النافذ
الإيجابيات:
ينتج صورًا ثنائية الأبعاد عالية الدقة (قد تصل للتكبير 2 مليون مرة).
سهل الاستخدام ولا يتطلب وقتًا طويلاً للتدريب.
السلبيات:
يحتاج لعينات رقيقة جدًا لا تتجاوز 100 نانومتر.
يجب أن تكون العينات ثابتة كيميائيًا ومجففة تمامًا.
كبير الحجم ومكلف.
2. المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)
المجهر الإلكتروني الماسح يستخدم تقنية المسح النقطي لإنتاج صور مكبرة من خلال توجيه حزمة إلكترونية مركزة عبر العينة. تم تطويره في خمسينيات القرن الماضي بواسطة تشارلز أوتليف وفريقه.
استخدامات المجهر الإلكتروني الماسح
دراسة المواد الكيميائية والإلكترونية.
تحسين الأسلاك النانوية المستخدمة في أجهزة استشعار الغاز.
مراقبة جودة أشباه الموصلات.
صناعة الرقائق الدقيقة.
البحث في العلوم البيولوجية، مثل الفيروسات والبكتيريا.
التحقيقات في الطب الشرعي والدراسات الجيولوجية.
إيجابيات وسلبيات المجهر الإلكتروني الماسح
الإيجابيات:
ينتج صورًا ثلاثية الأبعاد.
يمكن استخدامه مع عينات كبيرة تصل إلى عدة سنتيمترات.
قادر على تصوير العينات حتى لو كانت مبللة.
السلبيات:
تكلفة عالية وحجم كبير.
تحتاج العينات إلى تحضير خاص.
يجب أن يُستخدم في بيئة خالية من التداخل الكهربائي أو المغناطيسي.
أجزاء المجهر الإلكتروني
يتكون المجهر الإلكتروني من عدة أجزاء رئيسية، منها:
بندقية إلكترونية: تُطلق خيوط مادة التنجستون لتوليد الإلكترونات.
عدسات كهرومغناطيسية: تشمل عدسة مكثف لتركز شعاع الإلكترون، وعدسة موضوعية لتشكيل الصورة المكبرة، وعدسات بصرية لتشكيل الصورة النهائية.
نظام عرض وتسجيل الصور: يعرض الصورة المكبرة النهائية عبر شاشة فلورية مع كاميرا لتسجيل الصورة.
بهذا الشكل، يوفر المجهر الإلكتروني أداة قوية لتحليل وتفسير التفاصيل الدقيقة في العالم المجهري.
المجهر الإلكتروني هو تقنية متقدمة تُستخدم للحصول على صور كهرومغناطيسية عالية الدقة للعينات البيولوجية وغير البيولوجية. وهناك نوعان رئيسيان من المجاهر الإلكترونية: المجهر الإلكتروني النافذ (TEM) والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM).
1. المجهر الإلكتروني النافذ (TEM)
يعمل المجهر الإلكتروني النافذ من خلال توجيه شعاع إلكتروني عالي الجهد نحو العينة المراد فحصها. هذا الشعاع يمر عبر العينة، مما يُنتج صورة مكبرة تُعرض عبر العدسة الموضوعية. تم تطوير هذا النوع من المجاهر عام 1931 على يد إرنست روسكا وماكس كنول، ويُعتبر الأكثر تشابهًا مع المجهر الضوئي التقليدي.
استخدامات المجهر الإلكتروني النافذ
تصوير الأجزاء الداخلية للخلايا.
دراسة هياكل جزيئات البروتين.
تحليل تنظيم الجزيئات في الفيروسات.
فحص ترتيب جزيئات البروتين في أغشية الخلايا.
إنتاج أشباه الموصلات وتصنيع رقائق الكمبيوتر.
تحديد العيوب والكسور في الأجسام الصغيرة.
إيجابيات وسلبيات المجهر الإلكتروني النافذ
الإيجابيات:
ينتج صورًا ثنائية الأبعاد عالية الدقة (قد تصل للتكبير 2 مليون مرة).
سهل الاستخدام ولا يتطلب وقتًا طويلاً للتدريب.
السلبيات:
يحتاج لعينات رقيقة جدًا لا تتجاوز 100 نانومتر.
يجب أن تكون العينات ثابتة كيميائيًا ومجففة تمامًا.
كبير الحجم ومكلف.
2. المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)
المجهر الإلكتروني الماسح يستخدم تقنية المسح النقطي لإنتاج صور مكبرة من خلال توجيه حزمة إلكترونية مركزة عبر العينة. تم تطويره في خمسينيات القرن الماضي بواسطة تشارلز أوتليف وفريقه.
استخدامات المجهر الإلكتروني الماسح
دراسة المواد الكيميائية والإلكترونية.
تحسين الأسلاك النانوية المستخدمة في أجهزة استشعار الغاز.
مراقبة جودة أشباه الموصلات.
صناعة الرقائق الدقيقة.
البحث في العلوم البيولوجية، مثل الفيروسات والبكتيريا.
التحقيقات في الطب الشرعي والدراسات الجيولوجية.
إيجابيات وسلبيات المجهر الإلكتروني الماسح
الإيجابيات:
ينتج صورًا ثلاثية الأبعاد.
يمكن استخدامه مع عينات كبيرة تصل إلى عدة سنتيمترات.
قادر على تصوير العينات حتى لو كانت مبللة.
السلبيات:
تكلفة عالية وحجم كبير.
تحتاج العينات إلى تحضير خاص.
يجب أن يُستخدم في بيئة خالية من التداخل الكهربائي أو المغناطيسي.
أجزاء المجهر الإلكتروني
يتكون المجهر الإلكتروني من عدة أجزاء رئيسية، منها:
بندقية إلكترونية: تُطلق خيوط مادة التنجستون لتوليد الإلكترونات.
عدسات كهرومغناطيسية: تشمل عدسة مكثف لتركز شعاع الإلكترون، وعدسة موضوعية لتشكيل الصورة المكبرة، وعدسات بصرية لتشكيل الصورة النهائية.
نظام عرض وتسجيل الصور: يعرض الصورة المكبرة النهائية عبر شاشة فلورية مع كاميرا لتسجيل الصورة.
بهذا الشكل، يوفر المجهر الإلكتروني أداة قوية لتحليل وتفسير التفاصيل الدقيقة في العالم المجهري.