电子显微镜原理（电子显微镜是如何工作的？）

电子显微镜的原理(电子显微镜是如何工作的？)

目前光学显微镜的极限分辨率为0.2微米，而电子显微镜可以达到0.2纳米，因此可以捕捉到直径为0.1纳米的原子图像。

电子显微镜诞生于1937年。它是为了检查医学研究中无法在光学显微镜下成像的病原体而创建的。电子显微镜外观为长管，内部为真空。它的工作过程是，来自长管顶端的电子束照射到样品上后，形成携带图像的电子束，然后打在荧光屏或与光相关的板上，这样我们就可以看到样品的放大图像。

电子显微镜是光学显微镜的升级版，用电子束代替光成像。电子束和光都具有波粒二象性，通过产生合适的电子束波长可以显著提高电子束的成像分辨率，这是光学显微镜远远达不到的。

常用的扫描电镜是怎么工作的？

它顶部有一个电子枪，由一个带小孔的正极和一个带钨丝的负极组成。在正电极和负电极之间存在高电压以形成电场。负极一端的钨丝通电加热后，会释放出电子，电子会加速到正极，从小孔中逸出，从而形成电子束，相当于光学显微镜的光源。

为了达到最大分辨率，一般要求电子枪的电压保持在50000-100000伏，这样才能形成波长为千分之五纳米的电子束。正是这种极短的波长使显微镜能够达到300多万倍的放大倍数。

电子枪发射的电子束是发散光，所以要经过电磁透镜聚焦，形成会聚光。电磁透镜实际上是一个通电的线圈，它形成一个磁场，使通过它的电子束在洛伦兹力的作用下改变方向，形成会聚光。会聚的电子束穿过另一个电磁透镜，再次聚焦，并照射在被检查样品的小区域上。入射电子使样品的这个小区域被二次电子激发，这些电子被散射出去，在附近的屏幕上形成被照亮的小图像。

为了检查所有样品，需要通过调节物镜的电磁场来掌握穿过它的电子束的偏转，移动电子束的焦点，并逐行扫描样品，使得样品表面的完整立体图像逐渐出现在它旁边的屏幕上。

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