ઇલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપ ક્લાસિક માઈક્રોસ્કોપની નોંધપાત્ર વિવિધતા દર્શાવે છે. ઈલેક્ટ્રોનની મદદથી તે કોઈ વસ્તુની સપાટી અથવા આંતરિક ભાગની છબી બનાવી શકે છે.
ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ શું છે?
ઇલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપ ક્લાસિકલ માઈક્રોસ્કોપની નોંધપાત્ર વિવિધતા દર્શાવે છે. પહેલાના સમયમાં, ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપને સુપરમાઇક્રોસ્કોપ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવતું હતું. તે એક વૈજ્ઞાનિક સાધન તરીકે કામ કરે છે જેના દ્વારા ઈલેક્ટ્રોનિક બીમના ઉપયોગ દ્વારા વસ્તુઓને ચિત્રાત્મક રીતે વિસ્તૃત કરી શકાય છે, જેનાથી વધુ સંપૂર્ણ તપાસ થઈ શકે છે. હળવા માઈક્રોસ્કોપ કરતાં ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપ વડે ઘણા ઊંચા રિઝોલ્યુશન પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. પ્રકાશ માઇક્રોસ્કોપ શ્રેષ્ઠ કિસ્સામાં બે હજાર ગણું વિસ્તરણ પ્રાપ્ત કરી શકે છે. જો કે, જો બે બિંદુઓ વચ્ચેનું અંતર પ્રકાશની તરંગલંબાઇ કરતાં અડધા કરતાં ઓછું હોય, તો માનવ આંખ હવે તેમને અલગથી પારખી શકતી નથી. બીજી બાજુ, ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ 1:1,000,000 નું વિસ્તરણ પ્રાપ્ત કરે છે. આ એ હકીકતને આભારી છે કે ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપના તરંગો પ્રકાશના તરંગો કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ટૂંકા હોય છે. દખલ કરતી હવાને દૂર કરવા પરમાણુઓ, ઇલેક્ટ્રોન બીમ વિશાળ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રો દ્વારા શૂન્યાવકાશમાં પદાર્થ પર કેન્દ્રિત છે. પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ 1931 માં જર્મન ઇલેક્ટ્રિકલ ઇજનેરો અર્ન્સ્ટ રુસ્કા (1906-1988) અને મેક્સ નોલ (1897-1969) દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યું હતું. શરૂઆતમાં, જોકે, ઈલેક્ટ્રોન-પારદર્શક પદાર્થોને બદલે નાની ધાતુની જાળી ઈમેજ તરીકે સેવા આપી હતી. અર્ન્સ્ટ રુસ્કાએ 1938માં વ્યાપારી હેતુઓ માટે વપરાતું પ્રથમ ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપ પણ બનાવ્યું હતું. 1986માં, રુસ્કાને તેના સુપરમાઈક્રોસ્કોપ માટે ભૌતિકશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર મળ્યો હતો. વર્ષોથી, ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી સતત નવી ડિઝાઇન અને તકનીકી સુધારણાઓને આધિન રહી છે, જેથી વર્તમાન સમયમાં ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ વિના વિજ્ઞાનની કલ્પના કરવી અશક્ય છે.
આકારો, પ્રકારો અને પ્રકારો
ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપના મુખ્ય મૂળભૂત પ્રકારોમાં સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ (SEM) અને ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ (TEM) નો સમાવેશ થાય છે. સ્કેનિંગ ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપ ઘન પદાર્થ પર પાતળા ઈલેક્ટ્રોન બીમને સ્કેન કરે છે. ઈલેક્ટ્રોન અથવા અન્ય સિગ્નલો કે જે ઓબ્જેક્ટમાંથી ફરી બહાર આવે છે અથવા બેકસ્કેટર થઈ જાય છે તે સિંક્રનસ રીતે શોધી શકાય છે. શોધાયેલ વર્તમાન પિક્સેલની તીવ્રતા મૂલ્ય નક્કી કરે છે જે ઇલેક્ટ્રોન બીમ સ્કેન કરે છે. નિયમ પ્રમાણે, નિર્ધારિત ડેટા કનેક્ટેડ સ્ક્રીન પર પ્રદર્શિત કરી શકાય છે. આ રીતે, વપરાશકર્તા વાસ્તવિક સમયમાં છબીના નિર્માણને અનુસરવામાં સક્ષમ છે. ઇલેક્ટ્રોનિક બીમ સાથે સ્કેનિંગ કરતી વખતે, ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ ઑબ્જેક્ટની સપાટી સુધી મર્યાદિત છે. વિઝ્યુલાઇઝેશન માટે, ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ ફ્લોરોસન્ટ સ્ક્રીન પરની છબીઓને નિર્દેશિત કરે છે. ફોટોગ્રાફી પછી, છબીઓને 1:200,000 સુધી વધારી શકાય છે. ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ કરતી વખતે, અર્ન્સ્ટ રુસ્કા દ્વારા ઉદ્દભવે છે, જે ઑબ્જેક્ટની તપાસ કરવી જોઈએ, જે યોગ્ય પાતળી હોવી જોઈએ, તે ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા ઇરેડિયેટ થાય છે. ઑબ્જેક્ટની યોગ્ય જાડાઈ થોડા નેનોમીટરથી લઈને કેટલાક માઇક્રોમીટર સુધી બદલાય છે, જે ઑબ્જેક્ટ સામગ્રીના અણુઓની અણુ સંખ્યા, ઇચ્છિત રીઝોલ્યુશન અને પ્રવેગક વોલ્ટેજના સ્તર પર આધારિત છે. પ્રવેગક વોલ્ટેજ જેટલો ઓછો અને પરમાણુ નંબર જેટલો ઊંચો, તેટલો પદાર્થ પાતળો હોવો જોઈએ. ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપની છબી શોષિત ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા રચાય છે. ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપના અન્ય પેટાપ્રકારોમાં કાયરોઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપ (કેઈએમ)નો સમાવેશ થાય છે, જેનો ઉપયોગ જટિલ પ્રોટીન સ્ટ્રક્ચરનો અભ્યાસ કરવા માટે થાય છે, અને હાઈ-વોલ્ટેજ ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપ, જેમાં ખૂબ જ ઉચ્ચ પ્રવેગક માર્જિન હોય છે. તેનો ઉપયોગ વ્યાપક વસ્તુઓની છબી બનાવવા માટે થાય છે.
કામગીરીની રચના અને સ્થિતિ
ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપનું માળખું અંદરના ભાગમાં હળવા માઈક્રોસ્કોપ સાથે થોડું સામ્ય હોવાનું જણાય છે. તેમ છતાં, ત્યાં સમાનતાઓ છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઇલેક્ટ્રોન ગન ટોચ પર સ્થિત છે. સરળ કિસ્સામાં, આ ટંગસ્ટન વાયર હોઈ શકે છે. આ ગરમ થાય છે અને ઇલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જન કરે છે. ઇલેક્ટ્રોન બીમ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ દ્વારા કેન્દ્રિત છે, જેનો આકાર રિંગ જેવો છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ પ્રકાશ માઇક્રોસ્કોપમાં લેન્સ જેવા જ છે. ફાઇન ઇલેક્ટ્રોન બીમ હવે સ્વતંત્ર રીતે ઇલેક્ટ્રોનને નમૂનામાંથી બહાર કાઢવા સક્ષમ છે. પછી ડિટેક્ટર દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન ફરીથી એકત્રિત કરવામાં આવે છે, જેમાંથી એક છબી બનાવી શકાય છે. જો ઈલેક્ટ્રોન બીમ ખસેડતું નથી, તો માત્ર એક બિંદુની ઈમેજ કરી શકાય છે. જો કે, જો સપાટીનું સ્કેનિંગ થાય છે, તો ફેરફાર થાય છે. ઇલેક્ટ્રોન બીમ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ દ્વારા વિચલિત થાય છે અને તપાસવા માટે ઑબ્જેક્ટ પર રેખા દ્વારા માર્ગદર્શિત થાય છે. આ સ્કેનિંગ ઑબ્જેક્ટની વિસ્તૃત અને ઉચ્ચ-રિઝોલ્યુશન છબીને સક્ષમ કરે છે. જો પરીક્ષક ઑબ્જેક્ટની વધુ નજીક જવા માંગે છે, તો તેણે ફક્ત તે વિસ્તાર ઘટાડવાની જરૂર છે જ્યાંથી ઇલેક્ટ્રોન બીમ સ્કેન કરવામાં આવે છે. સ્કેનિંગ એરિયા જેટલો નાનો હશે, તેટલો મોટો ઑબ્જેક્ટ પ્રદર્શિત થશે. પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ કે જેનું નિર્માણ કરવામાં આવ્યું હતું તે તપાસેલ પદાર્થોને 400 વખત વિસ્તૃત કરે છે. આધુનિક સમયમાં, સાધનો કોઈ વસ્તુને 500,000 વખત પણ વધારી શકે છે.
તબીબી અને આરોગ્ય લાભો
દવા અને બાયોલોજી જેવી વૈજ્ઞાનિક શાખાઓ માટે, ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ એ સૌથી મહત્વપૂર્ણ શોધ છે. આમ, સાધન વડે ઉત્તમ પરીક્ષા પરિણામો મેળવી શકાય છે. દવા માટે ખાસ કરીને મહત્વનું એ હકીકત હતી કે વાયરસ હવે ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપ વડે પણ તપાસ કરી શકાય છે. વાઈરસ, ઉદાહરણ તરીકે, કરતાં ઘણી ગણી નાની છે બેક્ટેરિયા, જેથી તેઓ હળવા માઇક્રોસ્કોપ દ્વારા વિગતવાર ઇમેજ કરી શકતા નથી. તેમજ પ્રકાશ સૂક્ષ્મદર્શક યંત્રો વડે કોષની અંદરના ભાગને વિગતવાર જાણી શકાતો નથી. જો કે, ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપથી આ બદલાઈ ગયું. આજકાલ ખતરનાક રોગો જેમ કે એડ્સ (HIV) અથવા રેબીઝ ઈલેક્ટ્રોનિક માઈક્રોસ્કોપ વડે વધુ સારી રીતે તપાસ કરી શકાય છે. જો કે, ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપમાં પણ કેટલાક ગેરફાયદા છે. ઉદાહરણ તરીકે, તપાસવામાં આવેલ વસ્તુઓને ઇલેક્ટ્રોન બીમ દ્વારા અસર થઈ શકે છે કારણ કે ગરમ થવાને કારણે અથવા ઝડપી ઇલેક્ટ્રોન સંપૂર્ણ અણુઓ સાથે અથડાય છે. વધુમાં, ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપના સંપાદન અને જાળવણી ખર્ચ ખૂબ ઊંચા છે. આ કારણોસર, સાધનોનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે સંશોધન સંસ્થાઓ અથવા ખાનગી સેવા પ્રદાતાઓ દ્વારા કરવામાં આવે છે.
