4. Электронный микроскоп: принцип действия; разрешающая способность, применение в медицинских исследованиях.

В эл. микроскопе используется явление рассеяния электронов на атомах и молекулах вещества 2/3 которых они проходят. Носителем информации является электрон, а их источник – подогреваемый катод, электронная пушка (фокусирующая электрод+анод) – ускоряет электроны и образует пучок. После взаимодействия с предметом, поток электронов содержит информацию о предмете, формирование потока происходит под влиянием электрического поля. Регистрация изображения происходит на чувствительной к электронам фотопленке z=0,1 нм – разрешающая способность определяется длиной волны летящего электрона, (предел разрешения=10^-10м – что в сотни раз больше оптического).

Плюс – высокая разрешающая способность, НО может происходить разрушение исследуемого объекта под действием высокой энергии Е_еи высокой скорости υ_еэлектронов. В тех местах, где пролетает электрон должен быть вакуум, т. к. столкновение электрона с молекулой О₂приводит к искажению изображения. ЭВМ – современный отечественный электрический микроскоп (предел разрешения = 3*10^-10м). С помощью эл микроскопа исследуют микрообъекты: вирусы, бактерии, макромолекулы, открыли структуру ДНК.

_______________________________________________________________________________________

5. Квантово-механическое объяснение структуры атомных и молекулярных спектров.

Атомные спектры – спектры испускания и поглощения, возникающие при квантовых переходах между энергетическими уровнями свободных и слабовзаимодействующих атомов. Обусловлены переходами между уровнями внешних электронов и энергии фотонов=несколько электронвольт. В спектре выделяют группы линий, называемые спектральными сериями. Каждая серия применима к спектрам испускания соотв. Переходам с различных уровней на один и тот же конечный.

В УФ области находятся линии серии Лаймана, которые образуются при переходе с верхних энергетических уровней на самый нижний: ν=me⁴/8E₀²h³(1/1²-1/n_i²)n_i=2,3,4,…

n– главное квантовое число, совпадающее с номером эн. уровня.

е – орбитальн. квантовое число, определяет форму орбиталей электронов, характеризует орбитальный момент импульс.

m– моментное квантовое число, хар-ет уменьшение положения плоскости орбиты электрона под действием меньшего магнитного поля.

При переходе с верхних энергетических уровней на 2-ой расположена серия Бальмера:

ν=me⁴/8E₀²h³(1/2²-1/n_i²), n_i=3,4,5

К ИК относится серя Пашена, переход с верхних уровней на 3-ий:

ν=me⁴/8E₀²h³(1/3²-1/n_i²), n_i=4,5,6.

Атомными спектрами наз-т как спектры испускания, так и спектры поглощения, возникающие при квантовом переходе между уровнями свободных атомов. Пр.: ультрафиолет, видимая инфракрасная область спектра.

Молекулярные спектры: возникают при квантовых переходах молекул с одного эн. уровня на др. и сотоят из совокупности более или менее широких полос, кот представляют собой тесно расположенные линии. Сложность этих спектров обусловлена большим разнообразием движений.

ν=1/h(∆E_эл+∆E_кол+∆E_вр). ∆E_эл>>∆E_кол>>∆E_вр

Если ∆Е_эл=0, а ∆Е_кол=0 и ∆Е_вр=0, то возникает колебательно-вращательный спектр. Если ∆Е_кол,∆Е_вр,∆Е_эл=0, то возникает электронно-колебательно-вращательный спектр.