Elektron Mikroskobu bir cismin büyük görüntüsünü elde etmek için elektron kullanılan mikroskop türüdür. Elektron mikroskoplarında bir cismi yaklaşık bir milyon defa büyütüp, bunu bir ekranda göstermek ve buradan fotoğrafını almak mümkündür. Meselâ, bu kadar büyütmeyle bir kristal şebekesindeki atomların dizilişindeki çarpılmaları görmek mümkündür. En iyi optik mikroskoplarda ise bu büyütme ancak birkaç bin defa olmaktadır.
Optik mikroskopların gelişmesi ile daha büyük görüntüler elde edilmiştir. Ancak optik mikroskopların, ışığın yarı dalga boyu olan 250 nm’den daha küçük ayrıntıyı göstermeleri mümkün değildir. Elektronlar, önceleri “katot ışınları” ismiyle kullanılmaktaydı. Bunlar vakum tüpleri içinde elde edilip, elektrik alanları içinde hızlandırılmaktaydı. Elektrik ve manyetik alanlar tarafından saptırılan bu ışınlar, bir ekranda görünür hâle getirilirdi. Bunun yanında, elektrik taşıyan bobin kullanılarak katot ışınlarını küçük bir alana odaklamak mümkün olmaktaydı.
Elektron Mikroskobu’nu kim icat etti
İlk defa 1926’da Alman fizikçisi Hans Busch teorik olarak optik merceğin ışığı bir odakta topladığı gibi, manyetik sargının, elektronları bir odakta toplayabileceğini göstermiştir. Busch Elektron optiğinin öncüsü ve elektron mikroskobu için teorik temelleri atmıştır.
Ernst Ruska, Archives Elektrotechnik dergisinde yayınlanan, optik camlar tarafından yapılan ışığın kırılma şekline benzer şekilde, elektron ışınlarını yönlendirmek için manyetik alanların kullanılabileceğini önerildiği, Busch tarafından yazılan çalışmayı okudu.
Ernst Ruska
1928’de Berlin Teknik Üniversitesinde Fizikçi olan Ernst Ruska ve elektrik mühendisi Max Knoll tarafından yapılan deneylerle art arda büyütme kullanarak büyük görüntüler elde etmenin mümkün olduğu anlaşılmıştır. Kullanılan iki bobinle mikroskobik cisimleri 13 defa büyütmeyi başarmışlardır. 1931 yılında dört yüz güçlü büyütme yeteneğine sahip prototip elektron mikroskobunu kurdular; yaptıkları prototip elektron mikroskobu ilkelerinin ilk olarak hayata geçirilmesi idi. İki yıl sonra, 1933’te, Ernst Ruska optik (ışık) mikroskobuyla elde edilebilen çözünürlüğü aşan bir elektron mikroskobu yaptı.
İlk pratik elektron mikroskobunun 1933’te Ernst Ruska ve Max Knoll tarafından icat edildiği bilinmektedir. Elektron merceklerinde daha sonra yapılan gelişmelerle, manyetik bobin bir demir kap içine alınmış ve iç halkada küçük bir hava deliği bırakılmıştı. Esas olarak bu prensip günümüzde de kullanılmaktadır. Ernst Ruska ile elektron mikroskobu, optik mikroskobun büyütme gücünü geride bırakmıştı.
Optik mikroskoplarda görüntünün elde edilmesinde ışık kullanılırken, elektron mikroskoplarında, ışık yerine elektron kullanılır. Elektronun dalga boyu, ışığa göre birkaç bin defa daha küçük olduğu için, bu mikroskopla daha ayrıntılı görüntüler elde etmek mümkündür.
Elektron mikroskoplarının en çok kullanıldığı yerler; metallerdeki atom dizilerindeki çarpılmalar, virüs ve bakterilerin yapıları ve her türlü yüzeylerin incelenmesi olarak sayılabilir. Uygulamada bu mikroskoplar tam büyütme kapasiteleri ile nadiren kullanılır. Yeni gelişmelerle, 50 nm’lik bir bölgede, mevcut her kimyâsal elemanın yaydığı X ışınlarının ölçülmesi ile mikro kimyâsal analiz yapılabilmektedir. Bu suretle 10-16 gramlık bir miktar analiz için yeterli olmaktadır. Elektron mikroskoplarını çalışma prensibi yönünden ikiye ayırmak mümkündür. Bir türünde, görüntü, yansıyan elektron ışınlarından faydalanılarak elde edilirken, diğer türünde cisimden geçen ışınlar görüntüyü meydana getirmektedir.