電子顕微鏡

質問

こんばんは。
　この前、会社見学に行ったら、天井まである電子顕微鏡を見ました。大きなものと小さなものがあり、300キロボルトと100キロボルトのようです。質問なのですが、なぜ300キロボルトの方が大きい(筒が長い?)のでしょうか。レンズが沢山入っていて、高倍率まで見られるように長いのでしょうか。

回答No.5

goma_2000 · ベストアンサー

No.4の回答はちょっと違いませんか？
結論はそうなのかもしれませんが。。。

速度が速いほうが曲がらないというのは嘘です。これは磁場で曲げているので、かかる力は速度が速いほうが強いからです。（磁場との相互作用は速度に依存します）

速度が相対論的な領域に入っているので速度は光速度でほぼ変わらず、変わるのは電子の質量になります。相対論敵領域では、速度が高い方が(エネルギーが高い方が)質量が重くなるので曲がりにくくなるというのが答えでしょう。

しかし、この質問に対しては、曲がりにくいから筒が長いのか、直流のために、同じ電圧なら電位差を上げるために長くしているのか？は不明です。加圧している電圧とかの情報があればよかったんですけどね。

お礼

ありがとうございます。なるほど。あの有名なE=何とかという式のことですね。

回答No.4

x-sen

鏡筒の長さという点では、電子線の速度が効いていると思います。
電荷e、加速電圧Eの電子のエネルギーは、eEです。これを単純に、古典力学の運動エネルギーで考えると、(実際の電子顕微鏡は、相対論補正が必要な速度の領域です)
eE=1/2・mv^2
ですので、加速電圧が高い方が、電子線の速度は速くなります。すなわち、曲がりにくくなります。
このため、加速電圧が高い方が、電子線を曲げるために大きな磁界レンズが必要となり、鏡筒も長くなってしまうのでしょう。

お礼

ありがとうございます。これで良くわかりました。曲がりにくくなるために大きなレンズが必要になり、筒も太くて長くなるのですね。

回答No.3

goma_2000

単純に考えると、２つの電子顕微鏡で電圧が一定なら、電位差を生じるには距離に比例することになる。なので、100kVより300kVの方が筒が長くなります。

お礼

ありがとうございます。電圧が大きくなればなるほど、筒も長くなるのですね。

回答No.2

x-sen

すみません。No.1の訂正です。
電子顕微鏡のレンズは、電界レンズではなく、磁界レンズでした。

回答No.1

x-sen

透過型電子顕微鏡の分野では、加速電圧300kVは高電圧の領域で、100kVは汎用的なもののようです。
300kVの装置では、電界レンズの寸法や、耐圧などから、どうしても大きくなってしまうのだと思います。
倍率は、装置によって違いますが、加速電圧が高いから高倍率にできるというものではないです。電界レンズや、電子銃の性能などで分解能が決まりますので、それに合った倍率になっていると思います。ただ、300kVのような高性能な電子顕微鏡の場合には、高倍率までできる高性能な装置になっているはずです。

お礼

ありがとうございます。
あの筒の中には、やはりレンズが入っているのでか。高電圧になると、大きなレンズが必要になるのですね。