电子显微镜.doc

电子显微镜电子显微镜是根据电子光学原理, 用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜, 使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器. 电子显微镜的分辨能力以它所能分辨的相邻两点的最小间距来表示. 20 世纪 70 年代, 透射式电子显微镜的分辨率约为 纳米( 人眼的分辨本领约为 毫米) .现在电子显微镜最大放大倍率超过 300 万倍,而光学显微镜的最大放大倍率约为 2000 倍,所以通过电子显微镜就能直接观察到某些重金属的原子和晶体中排列整齐的原子点阵. 1931 年,德国的克诺尔和鲁斯卡,用冷阴极放电电子源和三个电子透镜改装了一台高压示波器,并获得了放大十几倍的图象,证实了电子显微镜放大成像的可能性. 1932 年, 经过鲁斯卡的改进,电子显微镜的分辨能力达到了 50 纳米,约为当时光学显微镜分辨本领的十倍,于是电子显微镜开始受到人们的重视. 到了二十世纪 40 年代, 美国的希尔用消像散器补偿电子透镜的旋转不对称性, 使电子显微镜的分辨本领有了新的突破,, 1958 年研制成功透射式电子显微镜,其分辨本领为 3 纳米, 1979 年又制成分辨本领为 纳米的大型电子显微镜. 电子显微镜的分辨本领虽已远胜于光学显微镜,但电子显微镜因需在真空条件下工作, 所以很难观察活的生物,,如电子枪亮度和电子透镜质量的提高等问题也有待继续研究. 分辨能力是电子显微镜的重要指标, 它与透过样品的电子束入射锥角和波长有关. 可见光的波长约为 300 ~ 700 纳米, 50~ 100 千伏时,电子束波长约为 ~ ,所以即使电子束的锥角仅为光学显微镜的 1 %,电子显微镜的分辨本领仍远远优于光学显微镜. 电子显微镜由镜筒、、电子透镜、样品架、荧光屏和照相机构等部件, 这些部件通常是自上而下地装配成一个柱体; 真空系统由机械真空泵、扩散泵和真空阀门等构成, 并通过抽气管道与镜筒相联接; 电源柜由高压发生器、励磁电流稳流器和各种调节控制单元组成. 电子透镜是电子显微镜镜筒中最重要的部件, 它用一个对称于镜筒轴线的空间电场或磁场使电子轨迹向轴线弯曲形成聚焦, 其作用与玻璃凸透镜使光束聚焦的作用相似, 所以称为电子透镜. 现代电子显微镜大多采用电磁透镜, 由很稳定的直流励磁电流通过带极靴的线圈产生的强磁场使电子聚焦. 电子枪是由钨丝热阴极、, 所以加速电压的稳定度要求不低于万分之一. 电子显微镜按结构和用途可分为透射式电子显微镜、扫描式电子显微镜、反射式电子显微镜和发射式电子显微镜等. 透射式电子显微镜常用于观察那些用普通显微镜所不能分辨的细微物质结构;扫描式电子显微镜主要用于观察固体表面的形貌,也能与 X 射线衍射仪或电子能谱仪相结合, 构成电子微探针, 用于物质成分分析; 发射式电子显微镜用于自发射电子表面的研究. 投射式电子显微镜因电子束穿透样品后, 再用电子透镜成像放大而得名. 它的光路与光学显微镜相仿. 在这种电子显微镜中, 图像细节的对比度是由样品的原子对电子束