Ernst Ruska
| Ernst Ruska | |
 | |
| Rođenje | 25. prosinca1906. Heidelberg,Njemačka |
|---|---|
| Smrt | 27. svibnja1988. Berlin,Njemačka |
| Državljanstvo | Nijemac |
| Polje | Fizika |
| Institucija | Institut Fritz Haber, Tehnički fakultet Berlin |
| Alma mater | Tehnički fakultet München |
| Akademski mentor | Max Knoll |
| Poznat po | Elektronski mikroskop |
| Istaknute nagrade | Nobelova nagrada za fiziku(1986.) |
| Portal o životopisima | |
Ernst Ruska(Heidelberg,25. prosinca 1906. –Berlin,27. svibnja 1988.), njemačkifizičar.Studirao jeelektrotehnikuna Tehničkom sveučilištuMünchen(1925. – 1927.), a potom u Berlinu. Godine 1931. konstruirao je prvumagnetskulećuzafokusiranjesnopaelektrona(kvadrupol). Koristeći niz takvih leća izumio jeelektronski mikroskop(1933.). Od 1937. radio je kaoinženjeristraživač u tvrtkiSiemens-Rainiger-Werke AGte je pod njegovim vodstvom bio konstruiran prvitržišnielektronski mikroskop (1939.). Od 1957. do umirovljenja 1974. bio je direktor Instituta za elektronsku mikroskopiju. Bio je i dugogodišnjiprofesorTehničkoga sveučilišta Zapadnog Berlina (1949. – 1971.). Dobitnik je polovineNobelove nagrade za fiziku1986. za izum elektronskoga mikroskopa (drugu polovinu podijelili suHeinrich RohreriGerd Binnig).[1]
Podrobniji članak o temi:Elektronski mikroskopElektronski mikroskopjeuređajkojim se, s pomoću uskog snopaelektrona,dobiva uvid umikrostrukturupromatranog uzorka, uz golemo povećanje. Najviše su u upotrebi transmisijski i rasterski elektronski mikroskopi.
Transmisijski elektronski mikroskop rabi se za promatranje uzoraka koji su za elektrone propusni, pa zato debljina uzoraka rijetko može biti veća od 1μm.Po građi je sličan optičkomumikroskopu,ali radi u uvjetima visokogavakuuma.Kao izvor elektronskoga snopa služi elektronski top. Njega čini katoda, običnovolframskanit, koja zagrijavanjem emitira elektrone (termionska emisija),Wehneltov cilindar za fokusiranje elektronskoga snopa teanodas velikom razlikompotencijalapremakatodi.Zbog te se razlike elektroni snažno ubrzavaju i njihov se snop prvom elektronskom lećom, koja ima ulogu kondenzora, usmjerava na uzorak (elektronska optika). Prolaskom kroz uzorak elektroni se u susretu satomimaraspršuju razmjerno debljini i gustoći područja na koje nailaze. Preostali, neraspršeni elektroni čine elektronsku sliku uzorka, koja se povećava sustavom elektronskih leća (leća objektiva, međuleća, projektorska leća). Konačna slika nastaje nafluorescentnomzaslonu, a njezini tamni dijelovi odgovaraju debljim i gušćim područjima uzorka. Kvaliteta slike ovisi o vrsti kontrasta, koji može biti ogibni ili fazni. U ogibnome kontrastu postoje slike svijetlog i tamnog polja, koje imaju inverzan kontrast, a povezane su sogibnomslikom istog područja promatranoga na mikrografiji. Iz ogibne se slike prepoznajesimetrijapromatranog uzorka, a smjerovi iz ogibne slike izravno se prenose u elektronsku sliku svijetloga polja, tamnog polja ili u sliku visokog razlučivanja koja se temelji na faznome kontrastu. Na temelju ogibne slike moguće je odreditikristalnu strukturu.Međutim, kvantitativna informacija o mikrostrukturi materijala može se dobiti detaljnom korelacijom ogibne i elektronske slike. Ogibni kontrast oslikava detalje veće od 1,5nm,a fazni kontrast daje razlučivanje na razini atoma. Kako elektronski snop putuje u vakuumu, posebni uređaji omogućuju izmjenu uzoraka bez prisutnosti zraka.
Transmisijski elektronski mikroskop svojim velikim korisnim povećanjem i sposobnošću razlučivanja znatno nadmašuje mogućnosti optičkoga mikroskopa, jer jevalna duljinaelektronskoga zračenja mnogo manja od valne duljinesvjetlosti.Naime, maksimalna razlučivost mikroskopa (najmanja udaljenost dviju točaka na kojoj ih je moguće razlikovati) ograničena je valnom duljinom zračenja koje prolazi kroz uzorak, a odabirom zračenja manjih valnih duljina postiže se boljarazlučivost.Današnja se granica razlučivanja najsnažnijih transmisijskih elektronskih mikroskopa približava iznosu od 0,1 nm uz povećanje slike od 1,5 milijuna puta, a to je dovoljno za istraživanjemolekularnestrukture, pa i za raspoznavanjeatomaukristalima.
Rasterski elektronski mikroskop služi za proučavanjereljefapovršine uzoraka, koji mogu biti i masivni, za elektrone nepropusni, a njime se može vrlo dobro oslikati trodimenzionalnost uzorka. Sustavom elektronskih kondenzorskih leća elektroni se fokusiraju (žarište) u vrlo uzak snop, koji se otklonskim elektronskim lećama usmjerava na površinu uzorka i tako ju, točku po točku, pretražuje u oblikurastera.Djelovanje snopa na površinu uzrokuje emisiju sekundarnih elektrona, koje je u emisijskom načinu rada moguće registrirati kao sliku na zaslonukatodne cijevi.S obzirom na način zapisivanjasignalakoji nastaju interakcijom elektronskoga snopa i površine razlikuju se refleksijski, apsorpcijski, transmisijski, rendgenski i katodoluminiscentni način rada.
Primjena elektronskoga mikroskopa vrlo je široka. Poznavanje strukture čvrstih tvari, o kojoj ovise njihova svojstva, može riješiti mnoge problemekemije,fizike,metalurgije,mineralogije,geologije ibiologije.Nizom elektronskomikroskopskih snimaka moguće je pratiti pojedine faze različitih procesa, kao na primjer proces razvijanja ufotografijii proceskatalize,istraživanjem strukture vlakana razjašnjavaju se makroskopska svojstvatkiva,a mogućnost promatranja svijetabakterijaivirusa,makromolekula,stanicai mnogih pojedinosti strukture organizma proširuje područje istraživanja biologije imedicine.[2]
Podrobniji članak o temi:KvadrupolKvadrupol(lat.u složenicamaquadru-: četvero-, premaquattuor:četiri + -pol) je sustav dvajudipolana maloj udaljenosti i time u jakom međudjelovanju (interakciji), zbog čega je njegovo djelovanje na okolinu bitno drugačije od djelovanja dvaju dipola. Postojemagnetskiielektričnikvadrupoli. Općenito, niz pravilno razmještenih dipola može činiti multipol, pa je kvadrupol prvi člannizaiza dipola. Proučavanje svojstava kvadrupola i općenito multipola važno je u teorijielektromagnetskog zračenja,dok se kvadrupolni raspored elektroda rabi na primjer kao maseni filtar snopaionaili kao elektrostatska leća, a kvadrupolni raspored magneta kao magnetskaleća.[3]
- ↑Ruska, Ernst,[1]"Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, enciklopedija.hr, 2014.
- ↑elektronski mikroskop,[2]"Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, enciklopedija.hr, 2014.
- ↑kvadrupol,[3]"Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, enciklopedija.hr, 2014.