Microscopia electrónica de transmisión
Introducción
El microscopio electrónico no es mas que uno de los muchos aparatos cuyo fundamento es la óptica electrónica. El nombre que resulta justificado por la estrecha analogía existente entre su formulación teórica y la de la óptica clásica. No hay posibilidad de estudiar la óptica electrónica sin enfrentarse con una de las consecuencias aparentemente paradójicas de la física teórica moderna: la dualidad onda-corpúsculo, cuando los electrones inciden como paquetes de ondas sobre los átomos de una muestra, las colisiones pueden representarse, y a veces con gran precisión como colisiones del tipo bola de billar. Sin embargo, Si la muestra contiene un cristal en una cierta orientación, los electrones deberán representarse por ondas para dar cuenta de las reflexiones.
La prueba crucial para demostrar la existencia de las propiedades ondulatorias de los electrones fue la observación de la difracción y de la interferencia de las ondas de los electrones.
Al final del siglo se habían reunido muchos datos sobre la emisión de la luz por los átomos de un gas al ser excitados por una descarga eléctrica. Observada a traves de un espectroscopio con una abertura en forma de rendija estrecha. Las bandas formadas obedecen a las diferentes longitudes de onda que conforman el espectro luminoso. En similar forma y utilizando el espaciado conocido de los átomos de un cristal se calculo la longitud de onda que podía producir dicho máximo y se encontró la correspondencia con la energía de los electrones que eran utilizados. El electrón había adquirido un comportamiento ondulatorio.
Este comportamiento de onda puede ser tratada en igual forma que el tratamiento hecho sobre la luz por medio de una lente de vidrio. En contra posición, el vidrio no actuaría de igual forma sobre la onda de electrones, era necesario utilizar otro tipo de lente (las magnéticas).
Los electrones procedentes de un filamento caliente se ven acelerados por una gran diferencia de tensión en el tubo. El haz de electrones se hace paralelo mediante lentes de enfoque magnético. los electrones inciden sobre un blanco muy delgado y luego se enfocan mediante una segunda lente magnética que es equivalente a la lente objetivo de un microscopio ordinario. La tercera lente magnética juega el papel del ocular de un microscopio. Proyecta el haz de electrones sobre una pantalla fluorescente donde se realiza la observación de la imagen.
Breve Historia
Las ideas que llevaron a la puesta a punto del microscopio electrónico de alta resolución tuvieron su origen en muy diversos estudios, el descubrimiento del electrón como partícula cargada con masa en reposo; los haces de estas partículas se pueden desviar y concentrar mediante campos eléctricos y magnéticos con este principio se construyo el primer oscilógrafo y dio pie para que Luis de Broglie en 1924 lanzara su extraordinaria hipótesis según la cual había de asociar una naturaleza ondulatoria a cada partícula material, Y en particular a los electrones. Dedujo la formula para la logitud de onda de dichas ondas materiales donde es la constante de Planck, la masa de la partícula y su velocidad. Si se sustituyen valores de esta ecuación para un electrón acelerado por un potencial de 60.000 voltios, resulta una longitud de onda de solo 0,05 Å, lo que representa 1/100.000 de la luz visible. Poco después, en 1926, E. Schrôdinger comenzo el desarrollo de la mecánica ondulatoria haciendo uso de las analogías mecánico-ópticas demostradas por W.R. Hamilton en 1830, y combinándolas con las ideas de De Broglie. En 1927 La hipótesis de De Broglie fue confirmada experimentalmente con haces electrónicos por Davisson y Germer en los Estados Unidos y por Thomson y Reid en Inglaterra.
Los primeros en desarrollar el microscopio electrónico fueron Ersr Ruska y Max Knoll, hacia la década de 1930 (Bozzula y Bartlerr, 1997).
Con el desarrollo del microscopio electrónico se llegó al territorio celular desconocido hasta el nivel del nanometro, pero el escaso poder de penetración del haz de electrones hizo necesario el desarrollo de técnicas que dejaran las muestras a examinar de extraordinaria finura (una millonésima de centímetro) y su examen debe realizarse bajo intenso vacío. Además de la construcción de instrumentos necesarios para reducir las muestras a cortes ultra finos (Duve, 1988).
El primer microscopio electrónico fue usado por ingenieros y físicos. El uso del microscopio en el campo de la Biología, fue en sus inicios para estudios puramente descriptivos, pero con el tiempo se ha usado en estudios experimentales. Para el desarrollo y origen de la Biología Celular fue determinante la aparición del microscopio electrónico. Actualmente su uso es multidisciplinario (Bozzula y Bartlerr, 1997). En 1926 después de 15 años de estudio sobre la trayectoria de los electrones en campos magnéticos, H. Busch publico un articulo en el que mostraba que un campo eléctrico o magnético con simetría axial era capaz de actuar como una lente para los electrones u otras partículas cargadas. El trabajo de Busch atrajo la atención de los físicos del momento hacia una consecuencia práctica importante de las teorías de De Broglie y Schrôdinger, y dio origen a una nueva ciencia de instrumentación que se conoce desde entonces como óptica electrónica, ciencia que busco el desarrollo de la microscopia electrónica (Electron Microscopy, EM).
Fuente: http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/neurobioquimica/libros/celular/microelectrans.htm
Introducción
El microscopio electrónico no es mas que uno de los muchos aparatos cuyo fundamento es la óptica electrónica. El nombre que resulta justificado por la estrecha analogía existente entre su formulación teórica y la de la óptica clásica. No hay posibilidad de estudiar la óptica electrónica sin enfrentarse con una de las consecuencias aparentemente paradójicas de la física teórica moderna: la dualidad onda-corpúsculo, cuando los electrones inciden como paquetes de ondas sobre los átomos de una muestra, las colisiones pueden representarse, y a veces con gran precisión como colisiones del tipo bola de billar. Sin embargo, Si la muestra contiene un cristal en una cierta orientación, los electrones deberán representarse por ondas para dar cuenta de las reflexiones.
La prueba crucial para demostrar la existencia de las propiedades ondulatorias de los electrones fue la observación de la difracción y de la interferencia de las ondas de los electrones.
Al final del siglo se habían reunido muchos datos sobre la emisión de la luz por los átomos de un gas al ser excitados por una descarga eléctrica. Observada a traves de un espectroscopio con una abertura en forma de rendija estrecha. Las bandas formadas obedecen a las diferentes longitudes de onda que conforman el espectro luminoso. En similar forma y utilizando el espaciado conocido de los átomos de un cristal se calculo la longitud de onda que podía producir dicho máximo y se encontró la correspondencia con la energía de los electrones que eran utilizados. El electrón había adquirido un comportamiento ondulatorio.
Este comportamiento de onda puede ser tratada en igual forma que el tratamiento hecho sobre la luz por medio de una lente de vidrio. En contra posición, el vidrio no actuaría de igual forma sobre la onda de electrones, era necesario utilizar otro tipo de lente (las magnéticas).
Los electrones procedentes de un filamento caliente se ven acelerados por una gran diferencia de tensión en el tubo. El haz de electrones se hace paralelo mediante lentes de enfoque magnético. los electrones inciden sobre un blanco muy delgado y luego se enfocan mediante una segunda lente magnética que es equivalente a la lente objetivo de un microscopio ordinario. La tercera lente magnética juega el papel del ocular de un microscopio. Proyecta el haz de electrones sobre una pantalla fluorescente donde se realiza la observación de la imagen.
Breve Historia
Las ideas que llevaron a la puesta a punto del microscopio electrónico de alta resolución tuvieron su origen en muy diversos estudios, el descubrimiento del electrón como partícula cargada con masa en reposo; los haces de estas partículas se pueden desviar y concentrar mediante campos eléctricos y magnéticos con este principio se construyo el primer oscilógrafo y dio pie para que Luis de Broglie en 1924 lanzara su extraordinaria hipótesis según la cual había de asociar una naturaleza ondulatoria a cada partícula material, Y en particular a los electrones. Dedujo la formula para la logitud de onda de dichas ondas materiales donde es la constante de Planck, la masa de la partícula y su velocidad. Si se sustituyen valores de esta ecuación para un electrón acelerado por un potencial de 60.000 voltios, resulta una longitud de onda de solo 0,05 Å, lo que representa 1/100.000 de la luz visible. Poco después, en 1926, E. Schrôdinger comenzo el desarrollo de la mecánica ondulatoria haciendo uso de las analogías mecánico-ópticas demostradas por W.R. Hamilton en 1830, y combinándolas con las ideas de De Broglie. En 1927 La hipótesis de De Broglie fue confirmada experimentalmente con haces electrónicos por Davisson y Germer en los Estados Unidos y por Thomson y Reid en Inglaterra.
Los primeros en desarrollar el microscopio electrónico fueron Ersr Ruska y Max Knoll, hacia la década de 1930 (Bozzula y Bartlerr, 1997).
Con el desarrollo del microscopio electrónico se llegó al territorio celular desconocido hasta el nivel del nanometro, pero el escaso poder de penetración del haz de electrones hizo necesario el desarrollo de técnicas que dejaran las muestras a examinar de extraordinaria finura (una millonésima de centímetro) y su examen debe realizarse bajo intenso vacío. Además de la construcción de instrumentos necesarios para reducir las muestras a cortes ultra finos (Duve, 1988).
El primer microscopio electrónico fue usado por ingenieros y físicos. El uso del microscopio en el campo de la Biología, fue en sus inicios para estudios puramente descriptivos, pero con el tiempo se ha usado en estudios experimentales. Para el desarrollo y origen de la Biología Celular fue determinante la aparición del microscopio electrónico. Actualmente su uso es multidisciplinario (Bozzula y Bartlerr, 1997). En 1926 después de 15 años de estudio sobre la trayectoria de los electrones en campos magnéticos, H. Busch publico un articulo en el que mostraba que un campo eléctrico o magnético con simetría axial era capaz de actuar como una lente para los electrones u otras partículas cargadas. El trabajo de Busch atrajo la atención de los físicos del momento hacia una consecuencia práctica importante de las teorías de De Broglie y Schrôdinger, y dio origen a una nueva ciencia de instrumentación que se conoce desde entonces como óptica electrónica, ciencia que busco el desarrollo de la microscopia electrónica (Electron Microscopy, EM).
Fuente: http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/neurobioquimica/libros/celular/microelectrans.htm
