Kính hiển vi điện tử là gì? Phân loại, nguyên lý hoạt động và ứng dụng

Kính hiển vi điện tử là một công cụ quan trọng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là khoa học và công nghệ. Với khả năng cho độ phóng đại lớn, thiết bị hỗ trợ trong việc quan sát và nghiên cứu các mẫu vật ở mức độ chi tiết cao cho người sử dụng. Vậy kính hiển vi điện tử là gì? Phân loại, nguyên lý hoạt động và ứng dụng như thế nào? Hãy cùng Butkythuatso.com tìm hiểu ngay sau đây nhé. 

Kính hiển vi điện tử là gì?

Kính hiển vi điện tử là một loại kính hiển vi sử dụng chùm electron được gia tốc làm nguồn chiếu sáng. Loại kính này có độ phân giải hình ảnh cao, có thể phóng đại các vật thể tính bằng nanomet, được hình thành bằng cách sử dụng có kiểm soát các electron trong chân không được chụp trên màn hình huỳnh quang.

Phân loại kính hiển vi điện tử

Hiện nay, kính hiển vi điện tử được phân loại dựa trên hai tiêu chí chính bao gồm cơ chế hoạt động và kích thước, cụ thể: 

Theo cơ chế hoạt động

• Kính hiển vi điện tử quét tia (SEM): Sử dụng một tia electron để quét qua mẫu và tạo ra hình ảnh với độ phóng đại cao với độ chi tiết tốt nhất, giúp người dùng hiểu rõ về cấu trúc và tính chất của mẫu vật. SEM được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ nghiên cứu vật liệu và khoa học vật liệu đến sinh học và y học.

• Kính hiển vi điện tử truyền tia (TEM): Sử dụng một tia electron để đi qua mẫu, tạo ra hình ảnh về cấu trúc nội bộ, đặc tính của mẫu ở mức độ nguyên tử và phân tử. TEM thường được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như khoa học vật liệu, hóa học, sinh học và công nghệ nano.

Theo kích thước và loại thiết bị

• Kính hiển vi kỹ thuật số cầm tay được thiết kế nhỏ gọn và nhẹ với tính di động cao, nên rất tiện lợi để mang theo và sử dụng ở nhiều vị trí khác nhau. Thiết bị thường có khả năng kết nối các thiết bị lưu trữ và truyền tải hình ảnh như màn chiếu và máy tính nên mọi người có thể chia sẻ và lưu trữ hình ảnh một cách thuận tiện. 

• Kính hiển vi điện tử dạng để bàn thường có thiết kế chắc chắn và ổn định, với một bộ khung cơ bản và một đầu kính hiển vi được gắn trên đó. Đầu kính hiển vi thường được thiết kế với một màn hình LCD hoặc một giao diện kết nối máy tính, cho phép người dùng quan sát hình ảnh trực tiếp dễ dàng. 

Xem thêm: Kính hiển vi điện tử SEM và TEM: So sánh và đánh giá

Cấu tạo kính hiển vi điện tử

Kính hiển vi điện tử có một số bộ phận chính bao gồm:

• Súng điện tử: tạo ra các electron theo các phương pháp khác nhau và cung cấp chùm tia điện tử tới mẫu vật.
• Thấu kính điện từ: giúp tập trung chùm tia điện tử vào mẫu vật và phóng to hình ảnh.
• Giá đỡ mẫu: để cố định mẫu.
• Hệ thống xem hình ảnh: để có được hình ảnh phóng đại cuối cùng.

Nguyên lý hoạt động của kính hiển vi điện tử

Kính hiển vi điện tử sử dụng tín hiệu từ sự tương tác của chùm tia điện tử với mẫu để thu được thông tin về cấu trúc, hình thái và thành phần của mẫu vật. Dưới đây là nguyên lý làm việc của một chiếc kính hiển vi điện tử:

Một dòng electron điện áp cao được hình thành bởi nguồn điện tử và được gia tốc trong chân không về phía mẫu bằng cách sử dụng điện thế dương. Luồng này được giới hạn và tập trung bằng cách sử dụng khẩu độ ống kính và thấu kính từ tính tạo thành một chùm đơn sắc, tập trung, mỏng.

Sau đó, chùm tia này được tập trung vào mẫu bằng thấu kính từ tính. Khi này tương tác xảy ra với mẫu được chiếu xạ, ảnh hưởng đến chùm electron sơ cấp và tạo ra các sản phẩm như electron thứ cấp hoặc tia X đặc trưng. Những tương tác và hiệu ứng này được phát hiện rồi chuyển thành hình ảnh.

Xem thêm: Nên mua kính hiển vi loại nào tốt, phù hợp nhất hiện nay

Ứng dụng của kính hiển vi điện tử

Kính hiển vi điện tử có rất nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhờ vào khả năng của nó để quan sát và nghiên cứu các đối tượng nhỏ một cách chi tiết và chính xác. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của kính hiển vi điện tử:

• Nghiên cứu khoa học: Kính hiển vi kỹ thuật được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm và viện nghiên cứu để quan sát các mẫu vật nhỏ, tế bào, vi khuẩn. Từ đó giúp các nhà khoa học và nhà nghiên cứu khám phá cũng như hiểu sâu hơn về cấu trúc, tính chất của các sinh vật.
• Y học và sinh học: Trong lĩnh vực y học, kính hiển vi này được ứng dụng để chẩn đoán bệnh, nghiên cứu các mẫu tế bào và tìm hiểu về cấu trúc và chức năng của các cơ quan trong cơ thể. Thiết bị cũng được sử dụng trong nghiên cứu sinh học để quan sát sự phát triển của vi sinh vật và tế bào.
• Công nghệ và sản xuất: Trong lĩnh vực công nghiệp, kính hiển vi điện tử hỗ trợ công việc kiểm tra chất lượng sản phẩm, quan sát các chi tiết nhỏ trong quá trình sản xuất và theo dõi sự hoạt động của các bộ phận máy móc, thiết bị.
• Giáo dục: Trong giáo dục, kính hiển vi kỹ thuật số được áp dụng để giảng dạy và học tập trong các lĩnh vực như sinh học, hóa học, vật lý. Việc ứng dụng thực tế sẽ giúp học sinh và sinh viên hiểu sâu hơn về các khái niệm và quá trình khoa học thông qua việc quan sát và thực hành trực tiếp.

Trên đây là những chia sẻ của Butkythuatso.com tới bạn đọc về Kính hiển vi điện tử là gì? Phân loại, nguyên lý hoạt động và ứng dụng. Để được tư vấn hoặc hỗ trợ về các dòng kính hiển vi điện tử, hãy liên hệ tới Hotline 0904 810 817 - Hà Nội và 0979 244 335 - Hồ Chí Minh hoặc truy cập vào website Maydochuyendung.com hoặc Thbvietnam.com để tham khảo thêm các sản phẩm khác.