电镜的成像原理-透射电镜成像原理1

一：透射电镜的简介

1.1概念及简史

概念：透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，TEM）是以波长极短的电子束作为照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨本领、高放大倍数的电子光学仪器。简史： 1933年，德国科学家卢斯卡（Ruska）和克诺尔（Knoll）研制出了世界上第一台透射电镜，到今天，透射电镜已经诞生了70多年，由电镜应用而形成的交叉性学科——电子显微学已经日趋完善，电镜的分辨能力也比最初时提高了超过100倍，达到了亚埃级，并且在自然科学研究中起到日益重要的作用。

1.2分辨率：为什么采用电子束做为光源?

1.2.1自然光与电子束的波长可见光的波长在390～760nm 电子波长：

取V=100kV，理论得到电子波长为0.0037nm

1.2.2显微镜的分辨率

通常人眼的分辨本领大概是0.2mm（即人眼可分辨的两点间最小距离为0.2mm）显微镜可分辨的两点间的最小距离，即为显微镜的分辨率

λ是照明束波长，α是透镜孔径半角，n 是物方介质折射率，n·sinα或N·A称为数值孔径。也就是说孔径半角大，介质折射率大，波长小，分辨率就越高。

采用物镜的孔径角接近90度考虑采用可见光波长极限390nm的光束照明显微镜系统，可得d 约为200nm 对于TEM在100kV加速电压下，波长0.0037nm，d约为0.002nm，目前电子显微镜达不到其理论极限分辨率，最小分辨率达到0.1nm

1.2.3有效放大倍数光学显微镜必须提供足够的放大倍数，把它能分辨的最小距离放大到人眼能分辨的程度。相应的放大倍数叫做有效放大倍数，它可由下式来确定：

光学显微镜的有效放大倍数

透射电镜的有效放大倍数

由上面公式可以直接得出，光学显微镜的有效放大倍数远小于透射电镜。电子图像的放大倍数为物镜、中间镜和投影镜的放大倍数之乘积，即M=M.Mr.Mp。

1.3分类

透射电子显微镜（简称透射电镜，TEM）可以以几种不同的形式出现：高分辨透镜（HRTEM）：JEM2100，点分辨率：0.23 nm，晶格分辨率：0.14 nm，最小束斑尺寸0.5nm 透射扫描电镜（STEM）: 利用磁透镜将电子束聚焦到样品表面并在样品表面快速扫描，通过电子穿透样品成像，既有透射电子显微镜功能，又有扫描电子显微镜功能的一种显微镜。分析型电镜(AEM):JEM2010HF，点分辨率: 0.25 nm,晶格分辨率: 0.19 nm,最小束斑尺寸1.5nm

二：基本构造及各部分结构原理

图1.透射电镜电子光学部分基本构造示意图

照明系统

照明系统主要由电子枪和聚光镜组成。它的作用：为成像系统提供一束亮度高、相干性好的照明光源；选择照明方式（明场或暗场成像）。

2018-12-1310:48:28

转载于:https://www.cnblogs.com/klausage/p/10112721.html

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