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e .e mi' p'anwfïeK , 7, am ptnmmzm, , . O mode donl Oi 10 dei# %* * *1 J. ,,1 '1 "'. ,"1>, 1 .
'.'''*.
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La prisent* inventions* râppertt A wa *ierM opt dans lequel le spèclaen examiné est bmbar44'par do l.'<a<< gis provenant de plusieurs souroas de rtdiâtioai qui pro- duisent différentes longumdtondt de radiations Dans de nombreux oeug il est souhaitable d'<)H6Mti ner à la fois la structure interne et 'la structure externe
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d'un spécimen particulier. Des exemples typiques de bois
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examens sa rencontrent dans les doaalnes de la r<'eh<n"$h< x6dioaloi de la recherche alcrobiologique et de la roth4r. oie Métallurgique. Dans aar domaines, il arriva souvent que les spécimen , qui doivent 4tre examinés oo*t trop
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Petits pour tire vue l'oeil nu.
En conséquence, on doit prévoir un dispositif convenable tel qu'un microscope, .
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pour réaliser l'examen* Le microscope g ait le spécimen examiné à un degré tel que l'on peut faire des . observa-
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tiona valables.
Les deux exemples de Bicroeopes aetuellenent utilisés sont le microscope optique et le Microscope 61640 tronique. Dans ces deux types de microscopes, les deux critères qui déterminent leur efficacité sont le grossis-"," semant et la résolution* Le grossissement peut tire défiai, comme le rapport entre la dimension d'une Iman formée par le système optique et la dimension de l'objet. Le terme
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"résolution" est très trique=ont utilisé pour Indiquer la', plus petite distance qu'un instrument grossissant est eap ,
ble de séparer ou le plus petit changement de longueur d'onde qu'un spectromètre peut différencier*
Dans un microscope optique, le degré de grossit* ,
sèment et de résolution qui peut être obtenu est limité par les propriétés physiques du système de lentilles et
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également par la longueur d'onde du faisceau unique d'éner- gie éclairant le spécimen* La puissance de grossissement d'un microscope électronique est limitée par la dimension des électrons de bombardement.
La plupart des microscopes électroniques sont caractérisés par le fait qu'ils ont une
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puiji mee de grossissement légèrement supérieure à :?tJf4i? ; En réalité, la véritable puissance de résolution du
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microscope électronique *et limitée ruz environ x6û,000{ au-delà de ce point, on utilise l'agrandissement photo- graphique. L'agrandissement photographique grossit l'image
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mais ne contribue en rien A la résolution* Sa fait, l'a- ;#;
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grandissement photographique révèle une parte de. résolu tien et augmente la distoraion. Egalement, l'image grossi* - donnée par microscope électronique est doms de ambre= cas seulement l'ombre d'un spécimen examiné. L'image appa- raît en blanc et noir et beaucoup de ses détails sont perdue.
La présente invention a pour objet un mieroscope qui soit très efficace et qui surmonte de nombreux problèmes et limitations existant dans de nombreux microscopes opti- ques et électroniques. Selon des caractéristiques de la présente invention, le spécimen examiné est simultanément bombardé par de l'énergie provenant de plusieurs sources, cette énergie ayant différentes longueurs d'onde.
Le systè. me possède des puissance* de grossissement élevées et des puissances de résolution extrêmement bonnes*
En utilisant le système de la présente invention, on a obtenu des photographies de la structure interne de virus tels que ceux de la poliomyélite$ du concert de la sclérose multiple, de la dystrophie musculaire et également des toxines et des anti-toxines produites par les virus*
Grâce à la résolution de la structure interne,
on a gaie- ment obtenu des photographies de la structure Interne de matières telles que l'alumine, le germanium, le magnésium et le latex. Il a été également possible d'examiner et de photographier la structure interne des cristaux tome le quarta et le germanium.
Les objets et avantages de la présente invention deviendront plus apparents en considérant la description suivante et les dessine ci-jointe dans lesquels
La figure 1 est une représentation schématique,
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partiellement en coupe, d'une partie du <yete)M de icro ? # La figure. 8 est une rue schématique partiellement en coupe du routant du système; èf .. z Les figures >A et 3B sont de* vues détaillée* , des écrans oorreeteure du tube reproducteur d' images de la figure 2 '',>'#' , En ne référant à la figure 1, la première unité ': du système de microscope est le tube, eouree de radiations ; multiples$ 11.
Le tube 11 cet forme d'une paroi extérieure sensiblement cylindrique 13 qui posséda une fenêtre de. quartz 14 fixée à une extrémité. La fenêtre de quarts 14 est fixée de manière telle qu'elle peut maintenir =.Vide partiel ou très faible dans le tube 11.
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II existe plusieurs filaments 15s, 15b et 15e situés à l'intérieur du tube 11 et qui sont enroulé* air- culairement et montés concentriquement sur une forme oon- - . venable de matière résistant 6 la chaleur) telle que ,du
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mica (non représenté)* Les filaments 15a, 13b et 15o sont, connectés à une source de potentiel de courant continu ou alternatif, par exemple 117 volta en courant'alternatif. lorsque les filaments sont chauffés,
Ils sont amenés à émettre de la lumière dans les longueurs d'onde de lu- mière visible par suite de leur effet d'incandescence.
Un miroir concave 17, placé derrière les fila-
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mente 13al 15b et 15el out utilisé pour fociliger la lu mlère visible produite par les filaments 15 Le miroir 17 est de préférence fabriqué en métal, tel que du rhodium - ' Le miroir 17 peut âtre comparé à une électrode de foca"- .' lisation, convenablement façonnée, d'un tube A rayons '#'.,'.
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eathodiquea, Comme on Ita représentés la tiroir 17 ont conneeté à une source de potentiel négatif le par uza 41ft. sour de voltage 19. Oomme on "1. d4erira par la auife, la Miroir 17 sort dt4l#otrode ci. ±0..11..1;ion du fait de ..
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potentiel négatif.
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Deux électrodes 21. et 22, situai a position adjacente au miroir 17$ servent de sourit d'énergie dit tréquence lu élevée que l' 6nlr18 pro4\Ù.M par 1 ' filaments 1>* Les élootrod*4 21 et 22 .on' de prlfértaot formées de matières qui présentent un effet d'ttieotronifa- tivité. Dans une forme préférée de l'invention-, 1 télestrôde . 21 out en or et l'électrode 22 en platint. 0e# électrodes sont connectés* à un filament respectif 1$ au jâyon d'une connexion convenable 24' Une réaction se produit entre 1 électrodes 21 et 22. cette réaction #=un## grâct k la chaleur produite par l'incandescence des filaments 15 et à une différence de potentiel qui ont appliquée Pas'- .
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tir d'un source convenable représenté* nous terme 4'un.
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batterie 26 et du diviseur de voltage* 26 Une fois la
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réaction démarrée,, elle N'entretient d'elle -mime. La nature de cette action d'auto-entretien est une Minai=
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par différence dt'lectron6,atiTit' entre l'électrode
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d'or 21, l'électrode de platine 22 et les impuretés qui y '
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sont contenue*. En bref, un élément électronégatif <et un ' - élément qui a une tendance relativement grandi à attirer de* éltetrons tt, de a* fait, on trouve que 1 'énergie de liaison dé son enchaînement avec un autre atoaw différent ;
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dépasse la moyenne de l'énergie trouvé ' dans le$ enchaîne-
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oenta entre les deux paires d'atomes identiques.
Zn effet, les matièree'eomant les électrodes
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21 et 22 sont également amenées à éae1jt*#" de* électrons par suit* de l'effet thermoionique produit par les fila- ' mente 15 et par le champ électrique produit par'des grilles',
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d'accélération et de focalisation* La langueur d'onde exacte de l'énerve émise par les électrodes 21 et 22 est déterminée par le type de métal utilisé pour les électrodes , par la distance entre les électrodes,
par la température appliquée et par les champs électriques adjacentes La Ion* gueur d'onde de l'énergie émise par la réaction entre les électrodes 21 et 22 est plus courte que celle produite par les filaments 15 mais plus longue que celle qui aérait
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produite par des particules o(j.8 et Ir Afin d'avoir un certain contrôle de la longueur ;# d'onde de l'énergie produite par les eleetrodea 21 et 220 on les rend de préférence réglables l'une par rapport à l'autre.
Dans la forme préférée de la présente invention,
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les électrodes 21 et 22 ont des montages k via 25 qui s'avancent dans l'enveloppe 13. Les Montagea t Via sont amende à travers des scellements convenables dans l'enve-
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loppe 13 qui maintient le vide dans le tube 11 Les élee- trodes 21 et 22 peuvent être également montées, tome il est indiqué, sur des via qui ont des bouta magnétiques. ces vis magnétique* sont réglées à partir de l'extérieur .
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de l'enveloppe du tube z.1.
Le potentiel sur le miroir 17 sert également A , ,; , . focaliser l'énergie produite par la réaction entre les électrodes 21 et 22 vers l'extrémité de sortit 14 du tube.11,
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Cet effet est bien connu et on n'en fera pas de deacrip- ',,;#. tion.
Une source 27 est prévue pour émettre des par-
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tieulea t4 et Y. La tourte 27 peut, par txemple, être un élément radiotttif tel que du radius ou ua isotope radioactif pouvant émettre eee particules. Les ,a"10\11., émises par la source radioactive 27 tout dirigé** nra va élément réfléchissant 20. Une source convenable de poten. tiel, représentés par la batterie 30, est connectée au canon 27 ou au rétlectour 28 de manière talle que le po. tentiel entre eux soit suffisant pour accélérer les par- ticule. . j1et r- jusqu" approximativement 106 électrons. volt*.
L'espoot entre la source 27 et le réflecteur ad, la différence de potentiel et la forme du réflecteur 20 sont choisie de manière telle que les partioule. 0(, Il.t T émises par la source 27 soient dirigeât vers la fenêtre 14 à l'extrémité du tube 11. Quelques-unes des parti ouïe a et d'autree radiations ayant suffisamment d'eaefe! tra- verseront la fenêtre de quarts transparente et .wtC8 14.
Dans une forme préférée de l'inventiez, le ré- tiédeur 28 est fait en Métal convenable, tel que du tuais-
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Une, qui est revêtu de Molybdène, de platine, dtop. de rhodium, de masn,.i\&8. d'aluminium ou de b's,'U"., 0....
indication générale pour la construction, le poids molé- culaire total du métal à bas* de tungstène formant la
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structure et du métal de revêtement doit être lù..1 élevé que possible et le rapport entre les poids moléculaires doit être maintenu aussi faible que possible, le métal formant le revêtement ayant le poids moléculaire le plus faible.
On devra comprendre que d'autres agencements peuvent être utilisés si on le désirs.
Une série d'électrodes d'accélération, de
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grilles de contrôle et d'électrodes de focalisation jae Jtjt,
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34 et 35 sont prévues afin d'accélérer, de focaliser et de contrôler l'énergie qui est émise par les électrodes 21 et 22.
Ces grilles sont connestées aux sources nces- $aires de potentiel (non représentées) et sont pourvu d'éléments de contrôle variable* (non représenté$) si ci% le désire. Puisque de taie éléments sont bien connu dans le domaine des tubes à rayons cathodiques, d'autre expli- cations sur leur fonctionnement ne sont pas nécessaires.
La radiation qui est produite par les filaments 15, les électrodes 21 et 22 et la source radioactive 27 contient toutes les fréquences depuis les rayons de lumière visible jusqu'aux rayon. émis par les particules [alpha], ss et [gamma].
Les longueurs d'onde produites par chacune des sources d'é- nergie modulent les longueurs d'onde produites par les autres ondes, de sorte que les longueurs d'onde finales élises par le tube 11 ont la somme et la différence des longueurs d'onde de toutes les sources.
Une bobine de focalisation magnétique 37 et une série de plaques de déviation 39 et 40 sont situées à l'extré- mité du tube 11 en position adjacent. 1 la fenêtre de quarts 14. La bobine de focalisation 37 est connectée 4 une source convenable de courant (non représentée! qui est suffisante pour fournir un champ magnétique à l'intérieur du tube 11.
Les plaques de déviation 39 et 40 sont donnée fées à des sources de potentiel de courant continu, repré. sentées à titre d'illustration par les batteries 42 et 43, par des diviseurs de voltages réglables 42' et 43'. Cet agencement fournit les potentiels convenables de déviation pour les électrodes de déviation 39 et 40.
Dans une forme préférée de l'invention, les
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, # r * # Plaque de déviation 39 et 40 sont rr:paeAremet7 fait** -on or et en platine, 0 les mimes matières qut pour jet électrodes 21 et 22. Alors qu'il n'eat pas néeeMtiyê d'avoir les matières spécifiques mentionnées pour les P140 , quel 39 et 40, il ont souhaitable d'avoir deux miteux ayant' une ilsotronigativiti différent . Pour'= meilleur fonctionnement du tube 11, les métaux formant les plaques de déviaticn 39 et 40 doivent 6tre formés dr la même ma- tière que celle constituant les électrodes 21 et 22. On a trouvé qu'en utilisant les mime. métaux pour les plaques de déviation que ceux utilisés peur des électrodes, on peut obtenir un meilleur, contrôle de l'énergie émis. par les électrodes 21 et 22.
Il est également préféré d'uti- @liser des métaux pour les électrodes 21 et 22 et pour les
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plaques de déviation 39 et 40 qui absorbent de Itoxygéne lors d'une augmentation de température et qui aident de l'oxygène lors d'une diminution de température. De tels métaux existent en grand nombre et peuvent être utilisée.
Pour une description plus complète de cet effet de re-
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troidi'8ament, on ne référera au brevet Ho 2o65Q*661 déposé aux tata-Unie d'Amérique le 3 décembre 190 qui décrit également des détails de construction du tube 11. 00.... il est indiqué dans ce brevet, le tube 11 peut être également pourvu d'un fluide de refroidissement par des serpentins de refroidissement convenables.
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Pour obtenir le meilleur *ode de faaetianneaeat pour le tube 11, alors que la masse des matières formant les plaques de déviation 39 et 40 n'est pas critique, on a déterminé qu'il existe un rapport optimum des masses. Le rapport optimum est celui des deux matières indiquées
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le rapport et de 1,01 pour la plaque de dovi4ttigu en or 39# jusqutà 1,5 pour la plaque de déviation en platine 40', .
La bobine de fpealiaation 37 aart A dévitr les radiations 0(et A Produit*% par la source radioactive 27 de maniera telle qu'elle soient dirigées A travers la fe-
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n4tre de quarts 14 après avoir'été accélérée dans le tube 11. Les particules T ce sont pae déviées par la bobine 37 1 ' mais elles ont suffisamment d'énergie pouf descendre tout le long du tube 11 et partir par la fenêtre en quarts 14. Les plaques de déviation 39 et 40 focalisent l'énergie produite par les électrodes 21 et 22 et n'ont pas d'effet sur les radiations.
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Cojme on l'a précédemment montre, en chargeant convenablement le miroir 17,il peut être utilisé pour servir d'électrode de focalisation pour l'énergie dois$ par les électrodes 21 et 22.
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Le tube 11 peut être également rempli d'un gast ' tel que l'hélium, l'argon, l'aaotet le xénon ou leurs mé- langea. Par suite de l'énergie produite par les électrodes
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21 et 22 et de la différence de potentiel entre ces 6lra trodes, les gaz dans le tube sont ionisés et on produit une radiation dans le spectre ultraviolet de' même que des ions.
Cette énergie ultraviolette et les loue existent - également sur la fenêtre en quarts 14, Sa conséquence, comme on l'a explique, le tube 11 est capable de produire de l'énergie recouvrant tout le domaine allant des Ion* Sueurs d'onde dans l'ultraviolet aux longueurs d'onde des particules [gamma].
La radiation à longueur d'onde multiples est dirigée à partir de la fenêtre en quarts 14 A la sortis
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du tube 11 jusqu'à l'entrée d'un condensateur 45. Le con- densateur 45 a une enveloppe extérieure 49 avec des fenêtres en quartz 46 et 46' aux extrénités. On laisse une fente entre-le tube 11 et le condensateur 45 pour permettre l'in- sertien d'un filtre 47, qui est de préférence interchan- geable. Le filtre 47 peutêtre de n'importe quel type.
Par exemple, premièrement une feuille en or et en argent ayant une épaisseur de 0,002: millimètre; deuxièmement, un filtre transparent tel que du quartz; troisièmement, un filtre infrarouge construit en carborundum ou autre matière convenable; quatrièmement, un filtre bleu.
Dans une forme préférée de la présente invention, les fil- tres sont soutenus par du quartz sur les deux côtés et montés sur une roue entraîna par un moteur qui a une po- sition ouverte pour un filt@ neutre. Le filtre neutre est une ouverture dans la roue entraînée par le moteur ou bien lors elle est, formée de noir de carbone.
Une bobine 50 située tcut autour de l'envelop- pe extérieure 49 est alimentée en courant alternatifs des fréquences radio par un oscillateur convenable à fréquen- ces radio 52. L'oscillateur 52 produit un signal ayant une fréquence comprise entre 200 et 30.000 mégahertz. La fré- quence de l'escillateur est de préférence réglable. La fréquence exacte utilisée tans chaque cas est déterminée par le spécimen examiné, '.n peut utiliser n'importe quel type bien connu d'oscillat sur à fréquence radio capable de produire des oscillations aux fréquences nécessaires, le type particulier d'oscillateur ne faisant pas partie de la présente invention.
Une série de plaquas de déviation 54 et 55,
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(,oMét<See à hpQtiwtQ; pissée ±*4 fc$*ieu d' à bpPe*,59-, .e, pée dé " #&.{*# ï # t ,-/ '# .-: !e,e!I?P,p\. :4., ,.L?p1;à1!I1S 1de" adviatioti,e4,, et' ;, 8\ '"-'i ' ,, ,..V, w , , ,y , , '"''' -'''-f'- alimentée parie;erg,e de tréqt.tece" r..Et<:t; à 1', ; , 1 ,I.f\' ,M , '1 ....... 4o , de "i. G'b,n;t;^!4',Qn"9,1".rQ;Ctl" i ' :6nÍJ;j:e ,11u.odu1e:l'', :'-" ' ' i. t.... 1 , -.i. - *-k d*Qni4l ap.<>;it.;;a.hnn5ie pxc.venant".r..,tx, ,wi:. el "t... ..' ... 1 \ : . résolthion du4bystème.,'de mi.eps'a<yp'9 peut ee ,zr81$;e dânsL àertaine :13ar,tes en faisant varieÚ ';trQ,:,;\,1.
1r,gi:e ie tQtulaô: produite par 7"'" >1"'+ 1 1 . et aussi en contrôlant l'intensité du signal produit par ces oscillateurs.
Egalement, une série de lentilles 58 est placée à l'intérieur au condensateur 45. Les lentilles sont de préférence en quartz et sont utilisées pour focaliser les rayons de lumière visible et ultraviolette émis par le tabe 11. Ces rayons de lumière sont à l'origine focalisés sur lE. lentille 54 par le miroir 17 qui est conformé de manière à avoir la distance focale convenable.
Deux sources radioactives 56 et 57 sont aussi montées dans le condensateur 45. Les sources radioactives contiennent n'emporte quel matériau ou isotope radioactif convenable qui peut émettre des rayons [alpha], ss ou [gamma]. La radiation émise par les canons 56 et 57 est modulée par 1* énergie provenant du tube 11 produisant ainsi un autre intervalle de somme et de différence de fréquences de radiations.
Dans de nombreuses applications où il n'est exi- gé qu'une faible résolution, les sources radioactives
56 et 57 ne sont pas nécessaires. Cependant, elles soi.t souhaitables en vue d'un travail à résolution supérieure.
Il est également possible d'éliminer les sources 56 et 57
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du condensateur en recouvrant 'le 'Système de lentilles 58 et la fenêtre en quartz 46' d'une substance rsd@@@active qui émet des rayons [alpha], ss et [gamma]. La radiation @ issue du tube 11 réagit avec la radiation émise par la substance radioactive placée Sur la fenêtre 46' et la lentille 58 pour produire -un spectre Modulé d'énergie ra- diante.
En gênerai, la radiation supplémentaire [alpha], ss et/ fournie par les sources 56 et 57, ou par la lentille 54 et la fenêtre revêtue de quartz 46', permet la résolution d'une structure sous-atomiques d'un spécimen.
Une bobine de focalisation 59 monté* autour de l'enveloppe extérieure 49 du condensateur 45 est alimentée en énergie provenait d'une source convenable. La bobine de focalisation 59 a le même but que la bobine 37 qui est montée autour du tube 11, , savoir focaliser la radiation [alpha] et ss de même que la radiation produite paroles électrodes 21 et 22 du tube '1.1. Cornue on l'a constaté Antérieurement, la radiation [gamma] issue du tube 11, de même que la radiation [gamma] produite par les éléments du condensateur 45, possèdent une énergie suffisante et sont suffisamment focalisées pour frapper le spécimen examiné.
Comme on l'a représenté dans la figure 1, l'en- semble-complet du tube 11 et du condensateur 45 est fermé par un' écran 60. L'écran 60 est fait en matière convena- ble, comme du plomb, et a une épaisseur qui empêche tous les rayonnements de nuire à l'opérateur qui est au voisi- nage du microscope.
La plaque du spécimen 62, sur laquelle le spécimen examiné est monté comme on le voit en 63, est placée en position adjacente à la fenêtre 46'. La plaque
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62 est de préférence montée sur un étage mobile, dont la distance à partir de la fenêtre 46' peut être réglée.
Ceci fournit un contrôle supplémentaire pdur le système.
La plaque 62 est en verre de quartz ou autre matière sem- blable qui permet aux ondes courtes et aux ondes longues de la radiation de passer à travers. Afin de préparer un spécimen en vue d'un examen au microscope, on suit des techniques normalisées. Par exemple, lorsqu'un spécimen métallique doit être examiné, -le métal est broyé en une poudre fine qui est maintenue .sur la plaque de spécimen 62 entre deux plaques. Lorsqu'un liquide ou un gaz doit être examiné, le gaz est placé dans un récipient convenable.
Si on le désire, le gaz peut être ionisé.' On devra noter que la plaque de spécimen 62 peut âtre montée dans l'écran 60 si ce dernier est pourvu d'une ouverture appropriée.
Une antenne 64 irradie le spécimen lors de l'examen avec une énergie de fréquences radio. L'antenne reçoit son énergie à partir de l'oscillateur 52 qui, comme on l'a indiqué précédemment, est réglable continuellement ou par étape entre 220 mégahertz et 30.000 mégahertz.
L'énergie fournie à l'antenne 64 a une intensité relative- ment élevée et est dirigée directement sur le spécimen examiné en la focalisant par un disque parabolique ou autre moyen convenable. L'énergie provenant de l'antenne 64 sert à agiter le spécimen examiné et à lui permettre d'émettre plus facilement de l'énergie. L'énergie radiante provenant de l'antenne 64 module également par filtration l'énergie bombardant le spécimen examiné.
Comme on peut le voir, le spécimen sur la pla- que 62 est bombardé par de l'énergie provenant d'une plu-
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ralité de sources ayant une pluralité de longueurs d'ondes différente * Chacune des longueurs d'onde émises par une source spécifique réagit avec les autres longueurs d'onde et les module pour produire des fréquences de sonne et de différence d'énergies.
Selon la meilleure explication théorique. aetuel- lement disponible, le système de microscope agit forme suit. Comme il est bien connu, il y a un certain nombre d'éléments chimiques. Ces éléments sont indiqués sur n'im- porte quel tableau de la classification périodique* Toute particule de matière, quelle soit solide, liquide ou ga- sous@$ est composée d'atomes d'un ou de plusieurs des éléments chimiques et forme un mélange ou un composé des éléments.
Dans la physique classique, dans laquelle on utilise le modèle de l'atome d'après Rutherford, on con- sidère que chaque atome est forme d'un noyau portant une charge positive autour de laquelle tournent sur des orbites un certain nombre d'électrons portant des chargea négatives*
Ainsi, clans le cas le plus simple d'un atome d'hydrogène, un seul électron tourne sur une orbite autour d'un noyau portant une charge qui est égale maie d'effet opposé à la charge de l'électron.
Bohr a érige en postulat qu'un électron peut tourner sur une orbite prise dans une série d'orbite par* ticulières mais pas dans n'importe quelle orbite, et qu'un électron a une énergie spécifique pour une orbite donnée.
Selon Bohr, lorsqu'un électron sur une des orbites recela de l'énergie provenant d'une source externe,il peut sire élevé jusqu'à une autre orbite. En revenant à son orbite originale, l'électron émet une quantité d'énergie h@ dans
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laquelle h est la constante de Planète et @ $,et' la.
Séquence de la raie spectrale de l'énergie émise* De ce fait', lors . qu'un électron d'un atome cet sur sonorbitenormale ou orbite la plus prof code et qu'on lui donne une énergie équi- valente à l'énergie de l'orbite suivante, l'électron peut être élevé de l'orbite normale à la seconde orbite de Bohr- Lorsque ceci $et réalisé et que l'électron passe d'une orbite de Bohr à l'autre, on dit que l'atome est excité eu qu'il est dans l'état excité.
Par exemple, lorsque l'atome d'hydre* gène a son électron sur l'orbite normale ou première orbite de Bohr, on dit que l'atome est normal ou est dans l'état nor- mali lorsque l'électron est dans la seconde orbite de Bohr, on dit que l'atome est dans le premier état excitée lorsque l'électron est dans la troisième orbite de Bohr, on dit que l'atome est dans le second état excité, etc... Les potentiels nécessaires pour chasser les électrons d'un atome d'une or- bite de Bohr à l'autre mont connus goum le nom de potentiels d'excitation ou potentiels de radiation,
la fréquence et l'énergie du potentiel de radiation étant en relation directe
Lorsque l'électron de l'atome excité retombe à la première orbite de Bohr, un quantum d'énergie d'une cer- taine fréquence est émis. Ainsi, en bombardant un atome avec le potentiel d'excitation convenable, on peut amener un atome à émettre un quantum d'énergie dont la fréquence est détermi- née par sa structure atomique et par l'énergie de la source externe. Cette dernière détermine sur quelle orbite l'élec- tron est déplacé.
Les potentiels d'excitation pour différentes ma- tières varient et sont déterminée mathématiquement et empiriquement* Par exemple, loti potentiels deradiation
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'o. 4t.Ó1t.t1on pour l'état normal et 1. pre=1.r état excité de l'atome d'hydrogène août approximativement 1092 et 12,1 électrons-volt . Lorsque 1 électron retombe A #'..'# l'orbite normal députa la premier état exaÏtd4t le 4400ad' état ixoitdi il y,* une émission de quanta d'4aerc1' ayant les longueure d'ondes respootivos da 1*210 1 et 1.01908 1.
Lee potentiels de radiation et les longuaurs d'onde des quanta dois pour les autres éléments peuvent être également calcule* ou déterminé expérimentalement
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et beaucoup d'entre eux sont rassemblés dan* das ouvragas ' ' disponibles.
Selon les principes de fonctionnement de la
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présente invention., 1..p'oim.n examiné est bombardé par@', plusieurs sources d'énergie de longueurs et' onde djxtd- rentes. Une de ces 80urO.,1 a de lt4n*rgie à li fréquents qui est voisine de la fréquence d'un ou-plusiours des potentiels d* radiation de la matière formant le spécimen.
Cette radiation est produite par une première source priée panai les sources de courtes longueurs ci 'onde, telles que
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lea aouroea radioactives 27, 56 et 37' Cette énergie est à son tour modulée par l'énergie provenant d'une seconde source de longueur d'onde élevée telle que 0.11, produite: par les filaments 15, l'ionisation des gaz dans le tube
11 et les oscillateurs 52.
L'énergie provenant de la sour- ce de radiation de courtes longueurs d'onde frappant le spécimen 'amène les atome. qui le constituent à être exci- tés et à émettre des quanta d'énergie dont la fréquence
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dépend de la fréquence d'énergie de la premiert aeurae.
L'énergie provenant de la seconde source sert étaler la fréquence de l'énergie émise sur un spectre de fréquen-
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ce*. Ce spectre de fréquences, lorsqu'il est traduit en une lumière visible de fréquences inférieures, occupe une bande de couleursdans le domaine de la lumière visible.
En conséquence, le spécimen examiné est amené à émettre un spectre d'énergie qui se trouve limité dans un certain intervalle.
Afin de décrire la formation de l'image visible, \ on se réfère à la figure 2 qui montre une forme de tube d'images utilité dans ce but. Un petit tube au néon ou tube fluorescent 70 est situé en position adjacente à la plaque du spécimen 62,
Le tube 70 renferme un gaz qui est ionisé par la radiation électromagnétique produite à partir de l'antenne 64 et par la radiation émanant et se répartie* tant à partir du spécimen* Le tube 70 agit comme lampe témoin pour signaler le fonctionnement du système par pro- duction de lumière visible.
La lumière visible et ultraviolette modulée à partir du spécimen, de même que les fréquences supérieures d'énergie, traversent un système de lentilles 72 jusqu'au ' tube d'images 75. Le système de lentilles 72 est de préfé- rence en quarts ou autres matières et sert à laisser passer;'. la lumière visible depuis le tube de source fondamentale 11 après qu'elle ait été modifiée par les autres fréquences d'énergie présentes et par l'énervé émise à partir du spé- cimen. Comme il est bien connu, les lentilles en quarts peuvent laisser passer des longueurs d'ondes supérieures à 0,19 micron.
Des longueurs d'onde plus courtes de radiation; telles que les ondes [alpha], ss et [gamma], et des longueurs d'onde plus courtes irradiées par le spécimen passent autour du système de lentilles 72 jusqu'au tube d'images 75. Toute
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1< radiation pies$ alors jusqu'aux composant! internes du tuba dt1maC" 75 à travers. me mince f<n<tf$ de quarts 7$ qui ont pl<te4< à une extrémité de la paroi d'tavtloppt 77 du tube d'im8"'.
Une séria de plaqua dt déviation 40t situé*! en position adjacente 1 la fenêtre ** quart! 76 8-- 4t pt.t'l'enCI foroét par le même typo di rct3ixw qtM leu plaques de déviation oOl'l'eap#t1an'.. 39b 40 du t te% 11. tes plaques de déviation iO, 81 sont twiû t4t* 4 uw 4oures convenable de potentiel da déviation par â,r circuits roopeotïts de diviteurs 4t voltage *8' #* 03, 63'.
Un* bobine cil déviation B% 4gal4mmt *43#oftt* . à la fenêtre 76 est enroulte autour e l*v*X&t$&at '0\\ tub* d'ioaget 75 et connettât à une IOuro. 0 q tblq tb *ou- rant de tooll:la.t1on inox 1'V7'IY Les potmtiola aur 1.., plaqut de tï *4im 140# #81 et 1. courant 48111 la bobine tt t*oali*attu to lm réglée de mans..1"1 tell. que *0* 414m ta ut longueurs d'ond< ï'eep8tiw et Iti e,t #d' i ti*rgiit sur 1 QU'$110W ils 81..., 4w '\'ln p"at*r 'éM'tOt Pl"o4t.d...... tant et lotripant 4,.., tuant ." tf1 '.1It 8IG1\'t')PtQ' un aginomtnlb errena,s (nm ???4) < un d tHi4 de construction sont indiqué* 411\'8 i-èt ttlUl'ft .. < 38.
1."'l'tn bzz' est font' <4'\018 P1"8mt"N ..on 'w:t d'un seconde .eot10\\ 0 et 91 qui sont tresbra nal;b non identiques m eeé't, Chaum des * dation 90 zut 91 tet te""" 4 'unt p1a-qWl 93 $tl 68% 4e 'pï'<<HKr< n quart 1 . 81\ ra1t& et qi f'entt'.MU8 tort pl1Urili'-'" 4 trou 956 1.,. \1"'OU 9S sont dit formas 11-" aM;1t <nae -&*tdmo <oit t3eH"', r6e0.t fo.rre.e 1 travers la 'pl.;
it ' 93 '<? jEf
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diamètre doit Itrt aussi petit quo possible, Dans un / ,tor préférée de l'invention, la plaque 93 4st ta ntiqir et les trou sont toréa au moyen d'un arc à voltage élevé. le* trou* 95 doivent itre *Usai près que possible une <autre# et il est souhaitable d'avoir un anctr de préférence ligne par lijptfs Oaoyoft repr6. mt"4 dan la fieire 3k< U j>l*<ia* 93 est.
rtritttt d'un filioéte *ét*Ui qîie 9 qui iple ut foré durant, la ,fiarirs de,$ trous 3r 0* fait é"9''8.rs"' m éeraa de phoaphorf 99 sur lyre ca 9> y solopor" quelle tsrhniqca fonyfaablè bien =nue <&at!t le dta#la de la fanwition das 4#rono de tubes à VM)r 4& AiîïuKËlt-tpfr 0Waaat le procédé 4 f évapora ti on, le pR<ph<M < dft 6geléo4nt, & n'iMy des troua 95 mais rie bm*ntw pa't ma trotté* 14a phoopbmo utïlt#69 pour l''ésrnn 99 sont 9om6if d'u 241,tng* de phoaphorfa qui é'rierct. raana le patr"a rr Itmomble des goum heura. d .emln4 par lmia-fri I s4â til <Mt par 190 ar3rëme db' 6' oMf ???))? 3 ew M ionnu, la oauaur de La tudièr Mu p'af M omoffl pfrtiffttlitr dépend.
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'##'-" . v # ' " ' ' # ' - désir#) 1 ou phoopheMO sont ,a\\t'b" '\1 de l'or u 'lM. ' \ ' cent ##mnt d. support physique* *# , . ''>.', La premiers motion 90 est tournée o ae on 3.
" ]; voit dans la figure 3S, vers la direction 4.,> rayoJiIJ 1A- . : , ; : cident4 4"ner,1. pénétrant dans li tub .'1..... 75* La. plaque en quarts 93 et recouvert* d'm re...a'UtS'11) mat Y"/tl{ et noir 101 qui est ,em:L-t1"an.partftt. La #4t#40d sestim 91 de l"ortn *et invor$40 par rapport" 18 PZI Xiére $640 tion .t '13..1n" d1r..t.mtD' au IOIIIU' ou odeu4t 4".". ,' , ment de celui-ci do manier telle que lee bèouâ 93 aient 7 ;
ulenont leurs bords en rtcowrrtatnt (rolr flgurt 3.)* un agencement tel que ctlui-oi peut #tre tocilemmb réalisé >' i<: en perçant iimplement les trou. pour les pli4ges 93 (te la première et de la $*coude section ta M4 tempo et pute en déplaçant une plaqua par rapport à ltautlbt pour obtenir! l'alignement désiré des trous* Pour obtenir mi meilleur.
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résolution de l'image finale, le recouvrement entre les
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trous 93 de la première section et de 1....014....tion, doit 9tr)t rendu aussi faible que possible, formant ainsi Itulement des lente$ rès étroite* k travers lesquelles
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n'importe quelle radiation peut passer jusqu'au reste du , tube.
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Pour illustrer le fonctionnement 4* l'écran 17.,' on considère divers rayons 1aoidtnt8 d'énergie représentés dans la figure 38. L* rayon 102 est aligné *Vos une lente forage par le recouvrement de deux trous 91 et la traverse* Puisque c'est le est, le rayon 102 n'exoittra aucun de phosphortes Lorsque le rayon 102 est dans le domaine de luaa1trt rl.ibl., ty<v<yo< .,.l..Ift' tat<. ï!a second rayon d'énergie dit fréquence '1,... 10J arrive eto
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la première notion 90 de l'écran sous un ajafle Ta i bit et frappe le phosphore dana le trou 9?'.' te phosphore "met'.- ; alors de la lumière ayant une couleur dépendant dea os. ractèristiquee du phosphore frappa et de la longueur d'onde de 1 énergie arrivante.
Cette lumière émise traverse la fente étroite et mort de l'autre cet' de la seconde etc. tion 91., Lorsqu'un faisceau de lumière tel que 103 frappe. le phosphore sur le trou 95 de la section 90,' une partie . cet également réfléchie de la manière indiquée*
En conséquence, par suite de l'interaction en .
tre le revêtement de phosphore 99, les trous 95, les borde en recouvrement et les tentée très étroites formées par ces borda, la radiation de fréquence élevée, qui a la configuration du spécimen examine telle que Modulée sur la radiation visible traversant et contournant le spéciale , forme une image optique finement résolue. Toute radiation de fréquence élevée qui n'a pas été absorbée par les photo*' phores et transformé* en lumière, telle que les rayons 102, passe vers le restent du tube.
Une partie de la lumière provenant de la seconde section 91, qui a traversé les tentée étroite* formées par les trous en recouvrement 93, *et rayonnes vers le haut en direction de la première électrode réfléchissante 105-1 ' d'une série d'électrodes métalliques réfléchissantes 105-1 à 105-9. En fait, l'image produite par l'examen du spécimen existe maie, là, il y a des ombres et d'autre. défauts qui sont corrigés par d'autres éléments du tube,
comme on le décrira ci-après
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Chacune dea éleetrodea rifliâhissa&tts 105-1 à 105-9 est un miroir métallique qui est hautement poli et
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de préférence de .forme légèrement concave. Les électrodes réfléchissantes 105-1 à 105-9 sont placées l'un par rap- port à l'autre de manière telle que l'image apparaissant sur une électrode réfléchissante est réfléchie sur l'élec- trode successive voisine.
En plaçant les électrode due le tube 75,on les rend d'abord réglable l'un* par rap- port à l'autre de manière à obtenir la meilleur position de chaque électrode. Finalement, pour placer les électro- , des, on met une lumière visible sur le côté d'entrée du tube et les électrodes sont déplacées jusqu'à ce que l'on obtienne une brillance de sortie maxima à l'autre extrémi- té. En considérant les fentes étroites formées par les troua en recouvrement, le tube d'images 75 fonctionne tous bien des aspects comme un monochromateur optique, avec un chemin optique formé par les réflexions successives de l'image optique à partir des électrodes réfléchissantes 105-1 à 105-9.
Les plombs 107-1 à 107-9 sont connectés à une électrode respective 105-1 à 105-9 et amenés au moyen d'un obturateur convenable (non représenté) dans l'enveloppe 77 du tube. Les plombs sont connectés à une prise sur un di- viseur de voltages (non représenté) et ils sont respect! vement plus positifs les uns par rapport aux autres. Dans une forme préférée de l'invention, on maintient entre les électrodes successives une différence de voltage d'environ 18 volts. En conséquence, l'électrode 105-9 est de 144 volts plus positive que l'électrode 105-1.
Les électrodes 105-1 à 105-9 servent efficacement à attirer et à rassem- .bler les particules chargées qui sont à l'intérieur du tube 75. Elles peuvent en effet être considérées comme un fil-
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tre pour séparer ces particules par filtration.
@ est réfléchie par les électrodes aucces- sives 105-1, 105-2, 105-3 et 105-4. Après avoir été réflé- chia par l'électrode 105-4, l'image traverse un second écran 110 qui est placé entre les électrodes réfléchis- santés, 105-4 et 105-5 et qui est ,semblable en construction au premier écran 87 (figure 3). Cependant, dans l'écran
110, on n'emploie aucune particule radioactive. L'écran
110 est également légèrement décalé de l'écran 87, de sorte' que la configuration des troua no N'adapte pas.
Ceci tend à ce qu'une plus grande partie de la fréquence élevée res- tante frappe un phosphore. Une bobine de focalisation magné- tique 112 est placée autour de l'enveloppe 77 de manière à focaliser la radiation sur l'écran 110. La bobine de focalisation 112 reçoit du courant d'une source convenable non représentée. La radiation qui n'a pas été transformée en lumière par le premier écran 87 frappe le second écran
110 et une partie est transformée en lumière visible par les phosphores de couleurs fondamentales. Puisque la con- figuration des radiations traversant le premier écran 87 conserve encore la configuration de l'image du spécimen, la lumière formée par le second écran 110 renforce celle formée par le premier écran 87.
L'image optique est ulté- rieurement résolue sur l'écran 110 par suite des fentes étroites qui sont formées par la configuration des trous en ' recouvrement.
L'image optique qui est formée sur l'écran 110 est dirigée vers le haut, en direction de la prochaine électrode réfléchissante 105-5 et réfléchie sur des élec- trodes successives 105-6, 105-7, 105-8 et 105-9. A par-'
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tir de la dernière électrode réfléchissante 105-9, l'image se focalise maintenant sur un troisième écran qui est de construction semblable à l'écran 110,
s'est-à-dire le même que l'écran 87 sans les particule radioactive!. L'image op- tique finale est formée sur la surface de l'écran 115 adja- cente à la fenêtre en quarts 67'.
On devra r@aliser que, puisque la plus grande partit de radiation de fréquences éle- vies invisibles aura été transformée en énergie lumineuse par les écrans 87 et 110, les particules de phosphore revêtue sur l'écran 110 ont un emploi plutôt limités Cependant) si n'importe quelle radiation de fréquences élevées invi- cible se trouve en cet endroit,
Ille est transformée en énergie lumineuse par les phosphores. Une bobine de foca- lisation 117 est placée autour de 1 'enveloppe 70 du tube
75 entourant l'écran 115 dans le but de focaliser cette ra- diation invisible. Les tentes étroites des écrans 110 for- mées par les trous en recouvrement 95 servent en outre à ré- soudre l'image optique.
On devra réaliser que n'importe quel dispositif correcteur optique convenable peut tire utilisé pour réflé- chir ou courber une image optique selon un angle désiré. Par exemple, de* prismes peuvent être utilisés avec les écrans
87, 110 et 115 afin de focaliser l'image optique sur les électrodes de réflexion ou finalement sur la fenêtre de sortît 76'.
L'image finale apparaissant à la sorti* de l'écran
115 traverse la fenêtre de quarts 76' où elle peut tire vue à travers un système convenable de lentille ou projetée sur l'écran. Si on le désire, on peut utiliser un équipement photographique Alaf en être 76'de mime que des filtrea
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convenables pour prendre une photographie de limage. On peut également utiliser un équipement de télévision en cou- leur ou en noir et blanc.
En utilisant un microscope construit selon les principes de la présente invention, on a examiné et photo* graphie différente types de spécimens, Un de* spécimens était le magnésium qui a été examiné de la manière suivante.
Un morceau de magnésium a été d'abord passé à la lima pour avoir des petites rognures métalliques qui ont été placées entre des plaques recouvertes de quarte et ont été montées en position adjacente au condensateur 49. Les rognures de magnésium ont été alors bombardées par plusieurs énergies radiantes provenant des diverses sources dont on a précèdes*' ment parle.
Avec des énergies de longueurs d'ondes de l'or'* dre de 5 produites par les tubes 11, de l'ordre de 0,9-0,01 A produites par les canons radioactifs 27, 56 et 57 et de l'ordre de 280 mégaherts par l'oscillateur 52 dirigées sur le spécimen, on a obtenu des images de la struc- ture interne cristalline du magnésium.
La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être diorite, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifica- tions qui apparaîtront à l'homme de l'art. '