1樓：匿名使用者
電子顯微鏡常用的有透射電鏡（transmission electron microscope，tem）和掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope,sem）。與光鏡相比電鏡用電子束代替了可見光，用電磁透鏡代替了光學透鏡並使用熒光屏將肉眼不可見電子束成像。與光鏡相比電鏡用電子束代替了可見光，用電磁透鏡代替了光學透鏡並使用熒光屏將肉眼不可見電子束成像。
成像原理
1． 透射電鏡技術透射電鏡技術
透射電鏡是以電子束透過樣品經過聚焦與放大後所產生的物像， 投射到熒光屏上或照相底片上進行觀察。透射電鏡是以電子束透過樣品經過聚焦與放大後所產生的物像，投射到熒光屏上或照相底片上進行觀察。 透射電鏡的解析度為0.
1～0.2nm，放大倍數為幾萬～幾十萬倍。透射電鏡的解析度為0.
1～0.2nm，放大倍數為幾萬～幾十萬倍。 由於電子易散射或被物體吸收，故穿透力低，必須製備更薄的超薄切片（通常為50～100nm）。
由於電子易散射或被物體吸收，故穿透力低，必須製備更薄的超薄切片（通常為50～100nm）。 其製備過程與石蠟切片相似，但要求極嚴格。其製備過程與石蠟切片相似，但要求極嚴格。
要在機體死亡後的數分鐘釣取材，組織塊要小(1立方毫米以內），常用戊二醛和餓酸進行雙重固定樹脂包埋,用特製的超薄切片機（ultramicrotome）切成超薄切片，再經醋酸鈾和檸檬酸鉛等進行電子染色。要在機體死亡後的數分鐘釣取材，組織塊要小(1立方毫米以內），常用戊二醛和餓酸進行雙重固定樹脂包埋,用特製的超薄切片機（ultramicrotome）切成超薄切片，再經醋酸鈾和檸檬酸鉛等進行電子染色。電子束投射到樣品時，可隨組織構成成分的密度不同而發生相應的電子發射，如電子束投射到質量大的結構時，電子被散射的多，因此投射到熒光屏上的電子少而呈暗像，電子**上則呈黑色。
電子束投射到樣品時，可隨組織構成成分的密度不同而發生相應的電子發射，如電子束投射到質量大的結構時，電子被散射的多，因此投射到熒光屏上的電子少而呈暗像，電子**上則呈黑色。 稱電子密度高（electron dense）。稱電子密度高（electrondense）。
反之，則稱為電子密度低（electron lucent）。反之，則稱為電子密度低（electronlucent）。
2． 掃描電鏡術掃描電鏡術
掃描電鏡是用極細的電子束在樣品表面掃描，將產生的二次電子用特製的探測器收集，形成電訊號運送到映象管，在熒光屏上顯示物體。掃描電鏡是用極細的電子束在樣品表面掃描，將產生的二次電子用特製的探測器收集，形成電訊號運送到映象管，在熒光屏上顯示物體。 （細胞、組織）表面的立體構像，可攝製成**。
（細胞、組織）表面的立體構像，可攝製成**。
掃描電鏡樣品用戊二醛和餓酸等固定，經脫水和臨界點乾燥後,再於樣品表面噴鍍薄層金膜，以增加二波電子數。掃描電鏡樣品用戊二醛和餓酸等固定，經脫水和臨界點乾燥後,再於樣品表面噴鍍薄層金膜，以增加二波電子數。 掃描電鏡能觀察較大的組織表面結構，由於它的景深長，1mm左右的凹凸不平面能清所成像，故放樣品影象富有立體感。
掃描電鏡能觀察較大的組織表面結構，由於它的景深長，1mm左右的凹凸不平面能清所成像，故放樣品影象富有立體感。
相關知識
1. 光學顯微鏡以可見光為介質，電子顯微鏡為電子束為介質，由於電子束波長遠較可見光小，故電子顯微鏡解析度遠比光學顯微鏡高。 光學顯微鏡以可見光為介質，電子顯微鏡為電子束為介質，由於電子束波長遠較可見光小，故電子顯微鏡解析度遠比光學顯微鏡高。
光學顯微鏡放大倍率最高只有約 1500 倍，掃描式顯微鏡可放大到 10000 倍以上。 光學顯微鏡放大倍率最高只有約 1500 倍，掃描式顯微鏡可放大到 10000 倍以上。
2. 根據 de broglie 波動理論，電子的波長僅與加速電壓有關： 根據 de broglie 波動理論，電子的波長僅與加速電壓有關：
λ e ＝ h / mv ＝ h / (2qmv) 1/2 ＝ 12.2 / (v) 1/2 (�0�3) λ e ＝ h / mv ＝ h / (2qmv) 1/2 ＝ 12.2 / (v) 1/2 (�0�3) 在 10 kv 的加速電壓之下，電子的波長僅為 0.
12�0�3 ，遠低於可見光的 4000 - 7000�0�3 ，所以電子顯微鏡解析度自然比光學顯微鏡優越許多，但是掃描式電子顯微鏡的電子束直徑大多在 50 - 100�0�3 之間，電子與原子核的彈性散射 (elastic scattering) 與非彈性散射 (inelastic scattering) 的反應體積又會比原有的電子束直徑增大，因此一般穿透式電子顯微鏡的解析度比掃描式電子顯微鏡高。 在 10 kv 的加速電壓之下，電子的波長僅為 0.12�0�3 ，遠低於可見光的 4000 - 7000�0�3 ，所以電子顯微鏡解析度自然比光學顯微鏡優越許多，但是掃描式電子顯微鏡的電子束直徑大多在 50 - 100�0�3 之間，電子與原子核的彈性散射 (elastic scattering) 與非彈性散射 (inelastic scattering) 的反應體積又會比原有的電子束直徑增大，因此一般穿透式電子顯微鏡的解析度比掃描式電子顯微鏡高。
3. 掃描式顯微鏡有一重要特色是具有超大的景深 (depth of field) ，約為光學顯微鏡的 300 倍，使得掃描式顯微鏡比光學顯微鏡更適合觀察表面起伏程度較大的試片。 掃描式顯微鏡有一重要特色是具有超大的景深 (depth of field) ，約為光學顯微鏡的 300 倍，使得掃描式顯微鏡比光學顯微鏡更適合觀察表面起伏程度較大的試片。
4. 掃描式電子顯微鏡，其系統設計由上而下，由電子槍 (electron gun) 發射電子束，經過一組磁透鏡聚焦 (condenser lens) 聚焦後，用遮蔽孔徑 (condenser aperture) 選擇電子束的尺寸 (beam size) 後，通過一組控制電子束的掃描線圈，再透過物鏡 (objective lens) 聚焦，打在試片上，在試片的上側裝有訊號接收器，用以擇取二次電子 (secondary electron) 或背向散射電子 (backscattered electron) 成像。 掃描式電子顯微鏡，其系統設計由上而下，由電子槍 (electron gun) 發射電子束，經過一組磁透鏡聚焦 (condenser lens) 聚焦後，用遮蔽孔徑 (condenser aperture) 選擇電子束的尺寸 (beam size) 後，通過一組控制電子束的掃描線圈，再透過物鏡 (objective lens) 聚焦，打在試片上，在試片的上側裝有訊號接收器，用以擇取二次電子 (secondary electron ) 或背向散射電子 (backscattered electron) 成像。
5. 電子槍的必要特性是亮度要高、電子能量散佈 (energy spread) 要小，目前常用的種類計有三種，鎢 (w) 燈絲、六硼化鑭 (lab 6 ) 燈絲、場發射 (field emission) ，不同的燈絲在電子源大小、電流量、電流穩定度及電子源壽命等均有差異。 電子槍的必要特性是亮度要高、電子能量散佈 (energy spread) 要小，目前常用的種類計有三種，鎢 (w) 燈絲、六硼化鑭 (lab 6 ) 燈絲、場發射 (field emission) ，不同的燈絲在電子源大小、電流量、電流穩定度及電子源壽命等均有差異。
透射電子顯微鏡 透射電子顯微鏡（英文：transmission electron microscopy，縮寫tem），簡稱透射電鏡，是把經加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品上，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產生立體角散射。散射角的大小與樣品的密度、厚度相關，因此可以形成明暗不同的影像。
通常，透射電子顯微鏡的解析度為0.1～0.2nm，放大倍數為幾萬～百萬倍， 用於觀察超微結構，即小於0.
2�0�8m、光學顯微鏡下無法看清的結構，又稱「亞顯微結構」。 成像原理 透射電子顯微鏡的成像原理可分為三種情況：
吸收像：當電子射到質量、密度大的樣品時，主要的成相作用是散射作用。樣品上質量厚度大的地方對電子的散射角大，通過的電子較少，像的亮度較暗。早期的透射電子顯微鏡都是基於這種原理。
衍射像：電子束被樣品衍射後，樣品不同位置的衍射波振幅分佈對應於樣品中晶體各部分不同的衍射能力，當出現晶體缺陷時，缺陷部分的衍射能力與完整區域不同，從而使衍射缽的振幅分佈不均勻，反映出晶體缺陷的分佈。
相位像：當樣品薄至100�0�3以下時，電子可以傳過樣品，波的振幅變化可以忽略，成像來自於相位的變化。 元件 電子槍：
發射電子，由陰極、柵極、陽極組成。陰極管發射的電子通過柵極上的小孔形成射線束，經陽極電壓加速後射向聚光鏡，起到對電子束加速、加壓的作用。
聚光鏡：將電子束聚集，可用已控制照明強度和孔徑角。
樣品室：放置待觀察的樣品，並裝有傾轉檯，用以改變試樣的角度，還有裝配加熱、冷卻等裝置。
物鏡：為放大率很高的短距透鏡，作用是放大電子像。物鏡是決定透射電子顯微鏡分辨能力和成像質量的關鍵。
中間鏡：為可變倍的弱透鏡，作用是對電子像進行二次放大。通過調節中間鏡的電流，可選擇物體的像或電子衍射圖來進行放大。
透射鏡：為高倍的強透鏡，用來放大中間像後在熒光屏上成像。
此外還有二級真空泵來對樣品室抽真空、照相裝置用以記錄影像。 透射電子顯微鏡結構包括兩大部分：主體部分為照明系統、成像系統和觀察照相室；輔助部分為真空系統和電氣系統。
1、照明系統
該系統分 成兩部分：電子槍和會聚鏡。電子槍由燈絲(陰極)、柵級和陽極組成。
加熱燈絲髮射電子束。在陽極加電壓，電子加速。陽極與陰極間的電位差為總的加速電壓。
經加速而具有能量的電子從陽極板的孔中射出。射出的電子束能量與加速電壓有關，柵極起控制電子束形狀的作用。電子束有一定的發散角，經會聚鏡調節後，可望 得到發散角，很小甚至為0的平行電子束。
電子束的電流密度(束流)可通過調節會聚鏡的電流來調節。
樣品上需要照明的區域大小與放大倍數有關．放大倍數愈高，照明區域愈小，相應地要求以更細的電子束照明樣品．由電子槍直接發射出的電子束的束斑尺寸較大，相干性也較差。為了更有效地利用這些電子，獲得亮度高、相干性好的照明電子束以滿足透射電鏡在不同放大倍數下的需要，由電子槍子槍發射出來的電子束還需要進 一步會聚，提供束斑尺寸不同、近似平行的照明束．這個任務通常由兩個被叫做聚光鏡的電磁透鏡完成．圖中c1和c2分別表示第一聚光鏡和第二聚光鏡．c1通 常保持不變，其作用是將電子槍的交叉點成一縮小的像，使其尺寸縮小一個數量級以上．此外，在照明系統中還安裝有束傾斜裝置，可以很方便地使電子束在 2°～3°的範圍內傾斜，以便以某些特定的傾斜角度照明樣品。
2、成像系統
該系統包括樣品室、物鏡、中間鏡、反差光欄、衍射光欄、投射鏡以及其它電子光學部件。樣品室有一套機構，保證樣品經常更換時不破壞主體的真空。樣品可在x、y二方向移動，以便找到所要觀察的位置。
經過會聚鏡得到的平行電子束照射到樣品上，穿過樣品後就帶有反映樣品特徵的資訊，經物鏡和反差光欄作用形成一次電子圖象，再經中間鏡和投射鏡放大一次後，在熒光屏上得到最後的電子圖象。
照明系統提供了一束相干性很好的照明電子束，這些電子穿越樣 品後便攜帶樣品的結構資訊，沿各自不同的方向傳播(比如，當存在滿足布拉格方程的晶面組時，可能在與入射束交成2θ角的方向上產生衍射束)．物鏡將來自樣 品不同部位、傳播方向相同的電子在其背焦面上會聚為一個斑點，沿不同方向傳播的電子相應地形成不同的斑點，其中散射角為零的直射束被會聚於物鏡的焦點，形成中心斑點．這樣，在物鏡的背焦面上便形成了衍射花樣．而在物鏡的像平面上，這些電子束重新組合相干成像．通過調整中間鏡的透鏡電流，使中間鏡的物平面與 物鏡的背焦面重合，可在熒光屏上得到衍射花樣若使中間鏡的物平面與物鏡的像平面重合則得到顯微像．通過兩個中間鏡相互配合，可實現在較大範圍內調整相機長度和放大倍數。
透射電子顯微鏡與透射光學顯微鏡光路比較
3、觀察照相室
電子影象反映在熒光屏上。熒光發光和電子束流成正比。把熒光屏換成電子幹板，即可照相。幹板的感光能力與其波長有關。
4、真空系統
真 空系統由機械泵、油擴散泵、離子泵、真空測量儀表及真空管道組成。它的作用是排除鏡筒內氣體，使鏡筒真空度至少要在10-5託以上，目前最好的真空度可以 達到10-9—10-10託。如果真空度低的話，電子與氣體分子之間的碰撞引起散射而影響襯度，還會使電子柵極與陽極間高壓電離導致極間放電，殘餘的氣體還會腐蝕燈絲，汙染樣品。
5、供電控制系統
加速電壓和透鏡磁電流不穩定將會產生嚴重的色差及降低電鏡的分辨本領，所以加速電壓和透 鏡電流的穩定度是衡量電鏡效能好壞的一個重要標準。透射電鏡的電路主要由以下部分組成，高壓直流電源、透鏡勵磁電源、偏轉器線圈電源、電子槍燈絲加熱電源，以及真空系統控制電路、真空泵電源、照相驅動裝置及自動**電路等。
另外，許多高效能的電鏡上還裝備有掃描附件、能譜議、電子能量損失譜等儀器。透射電子顯微鏡結構和成像原理 應用 透射電子顯微鏡在材料科學、生物學上應用較多。由於電子易散射或被物體吸收，故穿透力低，樣品的密度、厚度等都會影響到最後的成像質量，必須製備更薄的超薄切片，通常為50～100nm。
所以用透射電子顯微鏡觀察時的樣品需要處理得很薄。常用的方法有：超薄切片法、冷凍超薄切片法、冷凍蝕刻法、冷凍斷裂法等。
對於液體樣品，通常是掛預處理過的銅網上進行觀察。
電子顯微鏡的介紹，掃描電子顯微鏡的簡介
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電子顯微鏡的解析度為何遠遠高於光學顯微鏡
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