Transmisyjny mikroskop elektronowy (TEM) działa na wielu takich samych zasadach optycznych jak mikroskop świetlny. TEM ma dodatkową zaletę w postaci większej rozdzielczości. Ta zwiększona rozdzielczość pozwala nam badać ultrastrukturę organelli, wirusów i makrocząsteczek. Specjalnie przygotowane próbki materiałów można również obejrzeć w TEM.
Źródło oświetlenia
Źródło oświetlenia (lub działo elektronowe) w TEM z emisją termojonową działa podobnie jak żarówka. Żarnik (katoda) jest źródłem elektronów. Zwykle jest to drut wolframowy w kształcie spinki do włosów. Napięcie przyspieszające (ustalona wartość ujemnego wysokiego napięcia) jest przykładane do otaczającej nasadki katody. Następnie do żarnika przykładany jest niewielki prąd emisyjny w celu uwolnienia elektronów. Punkt, w którym pistolet osiąga dobrą emisję ciepła oraz akceptowalną żywotność żarnika, nazywany jest punktem nasycenia. Nasadka katody (zwana także cylindrem Wehnelta) musi być nieco bardziej ujemna niż żarnik. Rezystor znajduje się w zespole pistoletu i jest sterowany pokrętłem oznaczonym jako „bias”.
Tworzy różnicę w ujemnym napięciu między żarnikiem a nasadką katody. Pozwala to elektronom gromadzić się wewnątrz czapki, tworząc „chmurę” elektronów. Anoda umieszczona pod zespołem pistoletu jest elektrycznie uziemiona, tworząc dodatnie przyciąganie dla ujemnie naładowanych elektronów, które pokonują ujemne odpychanie nasadki katody i przyspieszają przez mały otwór w anodzie.
Jak działają soczewki w TEM?
Szklane soczewki oczywiście utrudniałyby przepływ elektronów, dlatego soczewki mikroskopu elektronowego (EM) są soczewkami skupiającymi elektromagnetycznie. Ciasno nawinięta oplot miedzianego drutu tworzy pole magnetyczne, które jest istotą soczewki. Wokół tych cewek znajduje się osłona wykonana z metalu, która nie utrzymuje ładunku magnetycznego, gdy obiektyw jest wyłączony. Elektron porusza się przez środkowy otwór w tym solenoidzie. Ścieżka elektronu jest dodatkowo ograniczona przez mosiężną wyściółkę wewnątrz tej przestrzeni, zwaną nabiegunnikiem. Nabiegunnik ma w sobie niewielką szczelinę, w której na wiązkę największy wpływ ma prąd elektromagnetyczny. Jest to odpowiednio określane jako szczelina nabiegunnika.
Ścieżki elektronów są zwykle reprezentowane przez proste linie przechodzące przez wypukłą soczewkę. Dokładniej jednak ścieżki elektronów tworzą ciasną spiralę, gdy są przyspieszane przez soczewki. Ścieżka i trajektoria, jaką pokonują elektrony, zależy od prądu soczewki, gdy przechodzą one przez mały otwór w soczewce.
