CAPÍTULO 5
EL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO.

5.1.-Nociones elementales

El electrón libre: Haz de electrones.

En el año 1897, J. J. Thompson (82) detectó al electrón y lo definió como la primera partícula elemental, lo que quiere decir que no puede ser dividida en constituyentes más pequeños. El átomo está compuesto por tres tipos de partículas, los protones, neutrones y electrones. Los protones y neutrones conforman el núcleo del átomo y los electrones giran en una nube alrededor del núcleo. Los electrones se representan con la letra e-; poseen una masa en reposo de 9,1 × 10-31 kg y tienen una carga eléctrica negativa (-1,6 × 10-19 coulomb). Son determinantes en las uniones de los átomos entre sí y su movimiento produce una corriente eléctrica. En condiciones especiales pueden ser separados de los átomos de ciertos metales. La energía cinética y el movimiento de los electrones se incrementan con la temperatura a causa del aumento en la vibración de los iones, los cuales chocan con los electrones y los aceleran. Si la temperatura aumenta, algunos electrones pueden adquirir suficiente velocidad y en consecuencia se despegan, abandonando la superficie del metal. La pieza de metal (que debe ser como un alambre fino) se puede calentar haciendo pasar una corriente eléctrica.

En una cámara al vacio, el filamento se carga con un potencial negativo (cátodo) y se aplica un fuerte campo electrostático entre el alambre y otra superficie adyacente positiva (ánodo). Al aplicar electricidad, los electrones acelerados se desprenden del cátodo hacia el ánodo. La velocidad a la cual los electrones viajan dependerá de la fuerza del campo magnético entre el cátodo y el ánodo. El número de electrones que se desprenderán dependerá de la temperatura a la cual es calentado el alambre, la cual a su vez depende de la cantidad de corriente que pasa por el mismo (14). De esta manera se forma un haz de electrones libres colimados (paralelos entre sí) que viajan a gran velocidad en un alto vacío.

Si hay moléculas de aire presentes entre el cátodo y el ánodo, los electrones libres chocarán con las moléculas de gas del aire y serán detenidos o dispersados por esas colisiones. En el vacio los electrones viajan en línea recta y si no son afectados por campos electrostáticos o magnéticos, la velocidad será constante. El diámetro del haz puede variar dependiendo de varios factores (83):

• El haz tiene tendencia a ensancharse, debido a que los electrones se repelen por su carga eléctrica. Cuanto más elevada sea la intensidad del haz (y por lo tanto el número de electrones), mayor será la sección transversal del mismo (y su diámetro).

• Para obtener un haz muy fino hay que corregir la divergencia característica del haz. La lente electromagnética permite la concentración del haz al crear un campo magnético (cuando pasa una corriente eléctrica por una bobina formada por un hilo de material conductor). Este campo concentra y aproxima los electrones y se reduce el diámetro del haz.

 

Debido a que se estudian elementos de dimensiones atómicas, es necesario, como en la descripción de la luz visible, emplear la definición cuántica de la naturaleza de los electrones. Hay que considerar al electrón como onda en ciertas condiciones y como partícula en otras. La colisión de dos electrones se comprende mejor al imaginar a cada electrón como una partícula; sin embargo, al estudiar fenómenos tales como la difracción, los electrones deben ser considerados como ondas.

 

 

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5.2.-Técnicas de microscopía electrónica

5.2.1.-Diseño del microscopio electrónico de transmisión

5.2.2.-Diseño del microscopio electrónico de barrido

5.3.- Formación de la imagen en los microscopios electrónicos

5.4.-Poder de resolución: Aumentos

5.5.-Preparación de los especímenes. Contraste. Aplicaciones

5.5.1.-Microscopía electrónica de transmisión

5.5.2.-Microscopía electrónica de barrido

5.6.-Microfotografía electrónica: Interpretación de las imágenes

5.7.-Semejanzas y diferencias entre la microscopía electrónica y la microscopia de luz