תרשים סכמטי של עקרון ההדמיה של המיקרוסקופ
אני יודע שהעינית פועלת כמו זכוכית מגדלת, אבל התמונה שנוצרת מהזכוכית המגדלת נמצאת באותו צד של האובייקט. לאחר שעדשת האובייקט במיקרוסקופ מגדילה את האובייקט, התמונה המתקבלת צריכה להיות בצינור המיקרוסקופ. אם העיקרון של העינית זהה לזה של הזכוכית המגדלת, מה התמונה שלה? במקום לעשות זום בכיוון ההפוך לעין האנושית (אותו צד של האובייקט), איך יודעים איך לראות את התמונה בהגדלה כפולה? עיקרון ההדמיה של המיקרוסקופ מוצג באיור. אורך המוקד של עדשת המטרה קצר, ואורך המוקד של העינית ארוך. האובייקט יוצר תמונה אמיתית הפוכה A דרך עדשת המטרה. "B", התמונה ממוקמת בתוך נקודת המוקד של העינית (בתוך קנה העדשה), ניתן להתייחס אליה גם כאובייקט של העינית, והיא הופכת לתמונה וירטואלית זקופה לאחר שהיא עוברת דרך העינית; זה עדיין זהה לזכוכית המגדלת, ותמונת האובייקט נמצאת באותו צד).
אני יודע שהעינית פועלת כמו זכוכית מגדלת, אבל התמונה שנוצרת מהזכוכית המגדלת נמצאת באותו צד של האובייקט. לאחר שעדשת האובייקט במיקרוסקופ מגדילה את האובייקט, התמונה המתקבלת צריכה להיות בצינור המיקרוסקופ. אם העיקרון של העינית זהה לזה של הזכוכית המגדלת, מה התמונה שלה? במקום לעשות זום בכיוון ההפוך לעין האנושית (אותו צד של האובייקט), איך יודעים איך לראות את התמונה בהגדלה כפולה? עיקרון ההדמיה של המיקרוסקופ מוצג באיור. אורך המוקד של עדשת המטרה קצר, ואורך המוקד של העינית ארוך. האובייקט יוצר תמונה אמיתית הפוכה A דרך עדשת המטרה. "B", התמונה ממוקמת בתוך נקודת המוקד של העינית (בתוך קנה העדשה), ניתן להתייחס אליה גם כאובייקט של העינית, והיא הופכת לתמונה וירטואלית זקופה לאחר שהיא עוברת דרך העינית; זה עדיין זהה לזכוכית המגדלת, ותמונת האובייקט נמצאת באותו צד).
איך עובדות AFM
העיקרון הבסיסי של AFM דומה לזה של STM. ב-AFM, קצה מחט על שלוחה אלסטית הרגיש מאוד לכוחות חלשים משמש לסריקת משטח המדגם בצורה רסטר. כאשר המרחק בין קצה המחט למשטח הדגימה קרוב מאוד, יש כוח חלש מאוד (10-12~10-6N) בין האטומים בקצה קצה המחט לבין האטומים על משטח מדגם. בשלב זה, המיקרו-קנטיליבר יעבור דפורמציה אלסטית קטנה. הכוח F בין הקצה למדגם והדפורמציה של הזרוע פועלים לפי חוק הוק: F=-k*x, כאשר k הוא קבוע הכוח של הזרוע. לכן, כל עוד מודדים את העיוות של המיקרו שלוחה, ניתן לקבל את הכוח בין הקצה לדוגמא. לכוח ולמרחק בין קצה המחט לדגימה יש קשר תלות חזק, ולכן לולאת המשוב משמשת כדי לשמור על הכוח בין קצה המחט לדגימה קבוע במהלך תהליך הסריקה, כלומר, העיוות של הזרוע נשמרת קבוע, וקצה המחט יעקוב אחר המדגם. העליות והמורדות של פני השטח נעים למעלה ולמטה, וניתן לתעד את מסלול התנועה למעלה ולמטה של קצה המחט כדי לקבל את המידע של הטופוגרפיה של פני השטח של המדגם. מצב עבודה זה נקרא "מצב כוח קבוע" והוא שיטת הסריקה הנפוצה ביותר.
ניתן לקבל תמונות AFM גם באמצעות "מצב גובה קבוע", כלומר, במהלך סריקת X, Y, ללא שימוש בלולאת משוב, תוך שמירה על המרחק בין קצה המחט לדגימה קבוע, על ידי מדידת כיוון Z של המיקרו-קנטיליבר. כמות העיוות לתמונה. שיטה זו אינה משתמשת בלולאת משוב ויכולה לאמץ מהירות סריקה גבוהה יותר. בדרך כלל משתמשים בו יותר בעת התבוננות באטומים ומולקולות, אך הוא אינו מתאים לדגימות עם תנודות שטח גדולות יחסית.
