Wie funktioniert das Elektronenmikroskop?

Wie funktioniert das Elektronenmikroskop?

In der Animation sind Aufbau und Funktionsmechanismus des Elektronenmikroskopes dargestellt.

Technik

Schlagwörter

Elektronenmikroskop, Mikroskop, Nanometerbereich, Auflösung, Elektronenkanone, elektromagnetisch, Elektron, detektor, Probe, Wellenlänge, Präparat, Abschnitt, Magnetfeld, Virus, Bakterium, Vergrößern, Erfindung, Erfindungen, Technik, Biologie

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Fragen

3D-Modelle

Elektronenmikroskop

Das Mikroskop macht winzige, für das bloße Auge unsichtbare Strukturen sichtbar. Die mögliche Auflösung des Bildes ist das, was der Vergrößerung Grenzen setzt.
Dieser Grenzwert beträgt bei Lichtmikroskopen ca. 0,2 Mikrometer. Das bedeutet, dass Punkte, die weniger als 0,2 Mikrometer voneinander entfernt sind, nicht mehr unterschieden werden können. Je kürzer die Wellenlänge, desto höher die Auflösungsfähigkeit. Die Wellenlänge des sichtbaren Lichts liegt zwischen 0,4 und 0,8 Nanometern.
In Elektronenmikroskopen werden Elektronenstrahlen verwendet, deren Wellenlänge viel kürzer ist als die des Lichts. Deshalb kann eine ungefähr tausendmal bessere Auflösung mit einem Wert von 0,2 Nanometern erreicht werden.
Zum Vergleich: Die genannte Entfernung ist kaum größer, als der Durchmesser eines Wasserstoffatoms. Daher können mit dem Elektronenmikroskop sogar kleine Moleküle sichtbar gemacht werden. Das erste Elektronenmikroskop wurde im Jahr 1931 von Ernst Ruska und Max Knoll gebaut.

Raster- elektronenmikroskop

Das Rasterelektronenmikroskop stellt ein räumlich wirkendes Abbild der Objektoberfläche her. Die Elektronenstrahlen werden unter Verwendung der Ablenkspulen über jeden einzelnen Punkt der Oberfläche des Objektes geführt. Die auf das Objekt treffenden Elektronen werden reflektiert, oder verursachen einen Ausstoß sekundärer Elektronen. Die Menge der reflektierten und sekundären Elektronen hängt vom eingeschlossenen Winkel zwischen Elektronenstrahl und Oberfläche ab. Der Detektor misst die Menge der reflektierten und sekundären Elektronen. Aus diesen Daten entsteht dann die Aufnahme.

Transmissions- elektronenmikroskop

Im Elektronenmikroskop strahlt die Elektronenkanone die Elektronenstrahlen aus. Diese werden mit elektromagnetischen Linsen auf das Objekt fokussiert.
Im Transmissionselektronenmikroskop durchdringt der Elektronenstrahl das dünne Präparat und stellt dann mit den elektromagnetischen Linsen eine vielfach vergrößerte Aufnahme her. Die Objekte werden mit Schwermetallsalzen gefärbt: In den unterschiedlichen Gebieten des Objektes werden die Schwermetallionen in unterschiedlichem Maße gebunden. Die Schwermetallionen zerstreuen die Elektronen, deshalb bilden sie auf der Aufnahme die dunklen Regionen.

Narration

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