فيديو السؤال: مقارنة أنواع مختلفة من المجاهر الفيزياء • الصف الثالث الثانوي

نسخة الفيديو النصية

أي من العبارات الآتية صواب، فيما يتعلق بالمجاهر الإلكترونية الماسحة، لا الأنواع الأخرى من المجاهر الإلكترونية؟ أ: يستخدم حيود الإلكترونات في تكوين الصورة. ب: يمكن تصوير التركيب الداخلي للأجسام. ج: تستخدم الإلكترونات التي تعبر من الجسم المصور إلى المجهر بواسطة النفق الكمي في تكوين الصورة. د: العدسات الكهربية والمغناطيسية والكهرومغناطيسية أجزاء من المجهر. هـ: تستخدم الإلكترونات المتشتتة من الجسم المصور في تكوين الصورة.

في هذا السؤال مطلوب منا تحديد خاصية في المجهر الماسح لا تكون شائعة في الأنواع الأخرى من المجاهر المستخدمة. للقيام بذلك دعونا نتذكر الأنواع المختلفة من المجاهر الماسحة.

هناك المجاهر الإلكترونية النافذة التي يشار إليها بالاختصار ‪TEM‬‏، وهي مجاهر تكون صورة للعينة من خلال مقارنة شدة الإلكترونات التي تمر عبر العينة عند زوايا وأطوال موجية مختلفة.

هناك نوع آخر من المجاهر، وهو المجهر الإلكتروني الماسح، الذي يشار إليه اختصارًا بـ ‪SEM‬‏. كما هو الحال في ‪TEM‬‏، يستخدم ‪SEM‬‏ الإلكترونات المعجلة؛ لأن طول موجة دي برولي القصير لها يسمح بتمييز المعالم ذات الأبعاد النانوية.

مثل ‪TEM‬‏ يرسل ‪SEM‬‏ حزمة إلكترونات على العينة. لكن بخلاف ‪TEM‬‏ تنحرف حزمة الإلكترونات المستخدمة في ‪SEM‬‏ عن العينة، بدلًا من المرور عبرها. يجمع ‪SEM‬‏ الإلكترونات المتشتتة بعد ذلك من سطح العينة لتكوين الصورة. هذا يعني عدم وجود حدود لسمك عينات ‪SEM‬‏، في حين لا يستطيع ‪TEM‬‏ قياس عينات إلا بسمك يتراوح في حدود الـ 100 نانومتر؛ لأن حزمة الإلكترونات يجب أن تمر عبر العينة، وهو أمر صعب بالنسبة للعينات الأكثر سمكًا. ونتيجة لهذا الاختلاف في القياس، فإن ‪SEM‬‏ يكون صورة لسطح العينة، في حين يكون ‪TEM‬‏ صورة من نمط الحيود بناء على التركيب الداخلي للعينة.

يوجد أيضًا المجهر النفقي الماسح المعروف باسم ‪STM‬‏. بخلاف ‪SEM‬‏ و‪TEM‬‏، لا يرسل ‪STM‬‏ إلكترونات إلى العينة. وعوضًا عن ذلك يلتقط المجهر النفقي الماسح الإلكترونات التي تتحرر من سطح العينة عن طريق العملية المعروفة باسم تأثير النفق الكمي. أيضًا، بخلاف ‪SEM‬‏ و‪TEM‬‏، لا يعتمد تمييز ‪STM‬‏ على الطول الموجي للإلكترون.

هذا يعني أن ‪STM‬‏، مثل ‪SEM‬‏، يكون صورة مباشرة لسطح العينة. لذا، بما أن ‪TEM‬‏ يستخدم نمط الحيود الذي يكشف معلومات عن التركيب الداخلي للعينة؛ بما أن الإلكترونات تمر عبرها، فهو المجهر الوحيد الذي يمكنه الحصول على معلومات عن التركيب الداخلي. ولا يمكن لأي من ‪SEM‬‏ أو ‪STM‬‏ فعل ذلك.

والآن بعد أن استعرضنا الأنواع المختلفة من المجاهر، دعونا نحلل الإجابات المحتملة المعطاة لنا لتحديد ما ينطبق منها على المجاهر الإلكترونية الماسحة فقط؛ أي ‪SEM‬‏.

ينص الخيار أ على أن حيود الإلكترونات يستخدم في تكوين الصورة. يمكننا استبعاد هذا الخيار لأن هذه السمة تقتصر على المجاهر الإلكترونية النافذة.

يوضح الخيار ب أنه يمكن تصوير التركيب الداخلي للأجسام. لكن مرة أخرى، المجهر الوحيد الذي يمكنه فعل ذلك هو ‪TEM‬‏؛ لأن الإلكترونات تمر عبر العينة. إذن هذا ليس الإجابة الصحيحة أيضًا.

ينص الخيار ج على أن الإلكترونات التي تمر من الجسم المصور إلى المجهر عن طريق النفق الكمي تستخدم في تكوين الصورة. تستخدم هذه التقنية في المجهر النفقي الماسح فقط، وليس في ‪SEM‬‏. إذن، الخيار ج مستبعد.

يشير الخيار د إلى أن العدسات الكهربية والمغناطيسية والكهرومغناطيسية أجزاء من المجهر. تذكر أن المجهر الإلكتروني النافذ هو الذي يستخدم العدسات الكهروسكونية والعدسات المغناطيسية. حيث ترسل الإلكترونات من حزمة الإلكترونات عبر عدسة كهروسكونية لتعجيلها عند اقترابها من العينة، ثم توجه الإلكترونات التي تمر عبر العينة باستخدام عدسة مغناطيسية أثناء توجهها إلى الشاشة حيث تتكون الصورة. لا يستخدم ‪SEM‬‏ في تركيبه العدسات الكهربية والمغناطيسية والكهرومغناطيسية؛ لذا فإن الخيار د ليس الإجابة الصحيحة.

الخيار الوحيد المتبقي هو هـ: تستخدم الإلكترونات المتشتتة من الجسم المصور في تكوين الصورة. تذكر أن ‪SEM‬‏ يرسل حزمة من الإلكترونات إلى العينة. ولكن بخلاف ‪TEM‬‏، يجمع ‪SEM‬‏ الإلكترونات التي تشتتت من العينة، وليست التي مرت عبرها. هذه هي السمة الرئيسية لـ ‪SEM‬‏. وبناء على ذلك، الخيار هـ صحيح عن المجهر الإلكتروني الماسح. إذن الإجابة الصحيحة هي الخيار هـ.