前言電子顯微鏡的產(chǎn)生

1.顯微鏡的歷史大約在400年前（1590年），由荷蘭科學(xué)家楊森和后來的博物學(xué)家列文虎克發(fā)明和完善的顯微鏡，向人們揭示了一個陌生的微觀世界，他們是開辟人類顯微分析的始祖。早期的顯微鏡

第一代顯微鏡——光學(xué)顯微鏡1830年代后期為M.Schleide和T.Schmann所發(fā)明；因為早期的顯微鏡以玻璃鏡片做透鏡，使用可見光為光源，所以人們把它稱為光學(xué)顯微鏡。它使人類“看”到了致病的細(xì)菌、微生物和微米級的微小物體，對社會的發(fā)展起了巨大的促進(jìn)作用，至今仍是主要的顯微工具?，F(xiàn)在，最好的光學(xué)顯微鏡可以達(dá)到1500倍的放大倍數(shù)。在光學(xué)顯微鏡的完善和發(fā)展過程中，人們發(fā)現(xiàn)：不管如何完善光學(xué)顯微鏡的透鏡和結(jié)構(gòu)，其放大倍數(shù)和分辨率總是被限定在1000多倍和幾百納米的水平，不可能再有所新的突破。

后來，人們終于發(fā)現(xiàn)：是顯微鏡所使用的光源限制了光學(xué)顯微鏡的放大倍數(shù)和分辨率的進(jìn)一步發(fā)展。因為，可見光的波長在390nm到760nm之間，而顯微鏡的分辨率最多也只能是其所使用光源的半波長的大小，所以光學(xué)顯微鏡的理論極限分辨本領(lǐng)也就在200nm左右。

既然是光源限制了顯微鏡的放大倍數(shù)和分辨率的發(fā)展，那么要想提高顯微鏡的放大倍數(shù)和分辨率，就應(yīng)該更換波長更短的光源。隨著人們對電磁波的認(rèn)識，人們了解到：在一定的電壓下電子束的波長可以達(dá)到零點幾個納米，使用電子束做為光源，顯微鏡的分辨率就可能提高幾個數(shù)量級。2.電子顯微鏡的產(chǎn)生光源有了，那么如何使此光源聚焦呢？研究發(fā)現(xiàn)：靜電磁場可以使電子的運動方向發(fā)生改變，對稱的靜電磁場可以像玻璃聚焦光線那樣把電子束匯聚成一點，這使得用電子束聚焦成像成為可能，這樣就產(chǎn)生了電磁透鏡。由于電磁透鏡能把電子束象光一樣地聚焦成像，所以使用電子束做為光源的顯微鏡就應(yīng)運而生了。這就是電子顯微鏡。

第二代顯微鏡——電子顯微鏡

20世紀(jì)三十年代早期盧斯卡（E.Ruska）等發(fā)明了電子顯微鏡，使人類能”看”到病毒等亞微米的物體，它與光學(xué)顯微鏡一起成了微電子技術(shù)的基本工具。1932年電子顯微鏡RuskaKnoll一、電子顯微鏡的定義電子顯微鏡，簡稱電鏡。是根據(jù)電子光學(xué)原理，用電子束和電子透鏡代替光束和光學(xué)透鏡，使物質(zhì)的細(xì)微結(jié)構(gòu)在非常高的放大倍數(shù)下成像的儀器。二、結(jié)構(gòu)組成及各部分作用樣品架探測器真空裝置

電子源電子透鏡用來聚焦電子保障顯微鏡內(nèi)的真空狀態(tài)，使電子在其路徑上不會被吸收或偏向固定樣品、改變樣品（如轉(zhuǎn)動、加熱、降溫、拉長等）的裝置發(fā)射并形成速度均勻的電子束樣品架真空裝置電磁透鏡電子源收集電子的信號或次級信號探測器三、種類介紹scanningelectronmicroscope主要用于觀察體表面的形貌，與X射線衍射儀相結(jié)合構(gòu)成電子微探針，用于物質(zhì)成分分析。transmissionelectronmicroscope常用于觀察那些用普通顯微鏡所不能分辨的細(xì)微物質(zhì)結(jié)構(gòu)。透射式電鏡TEM掃描式電鏡SEM1.透射電子顯微鏡鏡筒結(jié)構(gòu)：頂部是電子槍，電子由鎢絲熱陰極發(fā)射出、通過第一、第二兩個聚光鏡使電子束聚焦。電子束通過樣品后由物鏡成像于中間鏡上，再通過中間鏡和投影鏡逐級放大，成像于熒光屏或照相底版上。中間鏡的兩個功能：①通過勵磁電流的調(diào)節(jié)，放大倍數(shù)可從幾十倍連續(xù)地變化到幾十萬倍；②改變中間鏡的焦距，即可在同一樣品的微小部位上得到電子顯微像和電子衍射圖像。1.透射電子顯微鏡特點以電子束透過樣品經(jīng)過聚焦與放大后所產(chǎn)生的物像，投射到熒光屏上或照相底片上進(jìn)行觀察。由于電子易散射或被物體吸收，故穿透力低，必須制備超薄切片（通常為50～100nm）。電子束投射到樣品時，可隨組織構(gòu)成成分的密度不同而發(fā)生相應(yīng)的電子發(fā)射，如電子束投射到質(zhì)量大的結(jié)構(gòu)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，電子照片上則呈黑色，稱電子密度高。反之，則稱為電子密度低。2.掃描電子顯微鏡掃描電鏡：是用極細(xì)的電子束在樣品表面掃描，將產(chǎn)生的二次電子用特制的探測器收集，形成電信號運送到顯像管，在熒光屏上顯示物體。

2.掃描電子顯微鏡原理電子束不穿過樣品，僅以電子束盡量聚焦在樣本的一小塊地方，然后一行一行地掃描樣本。電子導(dǎo)致樣本表面被激發(fā)出次級電子。放在樣品旁的閃爍晶體接收這些次級電子，通過放大后調(diào)制顯像管的電子束強(qiáng)度，從而改變顯像管熒光屏上的亮度。顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈與樣品表面上的電子束保持同步掃描，這樣顯像管的熒光屏就顯示出樣品表面的形貌圖像，與工業(yè)電視機(jī)的工作原理相類似。2.掃描電子顯微鏡

主要特點樣品制備過程簡單，不用切成薄片；圖像有很強(qiáng)的立體感；電子束對樣品的損傷與污染程度較??；圖象的放大范圍廣，分辨率也比較高?？煞糯笫畮妆兜綆资f倍，它基本上包括了從放大鏡、光學(xué)顯微鏡直到透射電鏡的放大范圍。分辨率介于光學(xué)顯微鏡與透射電鏡之間，可達(dá)3nm。人眼光學(xué)顯微鏡透射電子顯微鏡掃描電子顯微鏡掃描探針顯微鏡0.2mm200nm1nm0.2nmo.1nm四、分辨本領(lǐng)的比較從1830年到1982年150年內(nèi)，人類眼睛的也從200nm“看”到了0.1nm，提高了2000倍。1982年發(fā)明。1830年發(fā)明。五、電子顯微鏡與光學(xué)顯微鏡性能比較光學(xué)顯微鏡以可見光為介質(zhì)，電子顯微鏡為電子束為介質(zhì)。電子顯微鏡解析度遠(yuǎn)比光學(xué)顯微鏡高。電子顯微鏡的分辨率（約0.2nm）遠(yuǎn)高于光學(xué)顯微鏡的分辨率（約200nm）電子顯微鏡能直接觀察到某些重金屬的原子和晶體中排列整齊的原子點陣。[電子顯微鏡的最大放大倍率（約為2000倍）遠(yuǎn)高于光學(xué)顯微鏡（超過300萬倍）]。電子顯微鏡需在真空條件工作，很難觀察活的生物，且電子束的照射也會使生物樣品受到輻照損傷。樣本必須在真空中觀察，無