Resolução De Um Microscópio Eletrônico

Um microscópio eletrônico é um instrumento que usa elétrons em vez de luz para a geração de imagens de objetos. O desenvolvimento do microscópio eletrônico de transmissão foi baseado no trabalho teórico de Louis de Broglie, que descobriu que o comprimento de onda é inversamente proporcional ao momento. Em 1926, Hans Busch descobriu que os campos magnéticos poderiam atuar como lentes, fazendo com que os feixes de elétrons convergissem para um foco. Alguns anos depois, Max Knoll e Ernst Ruska fizeram o primeiro protótipo moderno de um microscópio eletrônico.

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Existem dois tipos de microscópios eletrônicos: o microscópio eletrônico de transmissão (TEM) e o de varredura por tunelamento (STM). Em um TEM, um feixe monocromático de elétrons é acelerado através de um potencial de 40 a 100 quilovolts (kV) e passado através de um forte campo magnético que atua como uma lente. A resolução de um TEM moderno é de cerca de 0,2 nm. Esta é a separação típica entre dois átomos em um sólido. Essa resolução é 1.000 vezes maior que um microscópio óptico e cerca de 500.000 vezes maior que a de um olho humano. O STM é semelhante ao TEM, exceto pelo fato de fazer com que um feixe de elétrons varra rapidamente sobre a superfície da amostra e produz uma imagem da topografia da superfície. A resolução de um STM é de cerca de 10 nm.

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A resolução é o melhor detalhe que pode ser distinguido em uma imagem. O poder de resolução de um microscópio é bem diferente de sua ampliação. Você pode ampliar uma fotografia indefinidamente usando lentes mais poderosas, mas a imagem será borrada e ficará ilegível. Portanto, aumentar a ampliação não melhorará a resolução. A separação mínima ( d ) que pode ser resolvida por qualquer tipo de microscópio é dada pela seguinte fórmula:

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d  = λ / (2 n  senθ)

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onde n é o índice de refração (que é 1 no vácuo de um microscópio eletrônico) e λ é o comprimento de onda. Como a resolução ed é inversamente proporcional, essa fórmula sugere que a maneira de melhorar a resolução é usar comprimentos de onda mais curtos e meios com maiores índices de refração. O microscópio eletrônico explora esses princípios usando comprimentos de onda extremamente curtos de elétrons acelerados para formar imagens de alta resolução.

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Hoje, a microscopia eletrônica é amplamente utilizada em metalurgia, biologia, ciência dos materiais, física, química e em muitos outros campos tecnológicos. Tem sido parte integrante do entendimento das complexidades da estrutura celular, da estrutura fina de metais e materiais cristalinos, além de inúmeras outras áreas do mundo microscópico.

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Ilya Sherman - 2000