透射电子显微镜
在光学显微镜下无法看清小于0.2µm的细微结构,这些结构称为亚显微结构或超微结构。要想看清这些结构,就必须选择波长更短的光源,以提高显微镜的分辨率。1932年Ruska发明了以电子束为光源的透射电子显微镜,电子束的波长要比可见光和紫外光短得多,并且电子束的波长与发射电子束的电压平方根成反比,也就是说电压越高波长越短。目前TEM的分辨力可达0.2nm。
透射电子显微镜的结构原理
透射式电子显微镜(TEM)与投射式光学显微镜的原理很相近,它们的光源、透镜虽不相同,但照放大和成像的方式却完全一致。
在实际情况下无论是光镜还是电镜,其内部结构都要比图示复杂得多,图中的聚光镜(condonserlens)、物镜(objectlens)和投影镜(projectionlens)为光路中的主要透镜,实际制作中它们往往各是一组(多块透镜构成),在设计电镜时为达到所需的放大率、减少畸变和降低像差,又常在投影镜之上增加一至两级中间镜(intemediatelens)。
透射式电子显微镜的总体结构包括镜体和辅助系统两大部分,镜体部分包含:①照明系统(电子枪G,聚光镜C1、C2),②成像系统(样品室,物镜O,中间镜I1、I2,投影镜P1、P2),③观察记录系统(观察室、照相室),④调校系统(消像散器、束取向调整器、光阑)。辅助系统包含:①真空系统(机械泵、扩散泵、真空阀、真空规),②电路系统(电源变换、调整控制),③水冷系统。图4-13(a)为典型透射电镜的电子光学系统构成及成像原理示意图,其中只包含了电镜镜体内的照明系统和成像系统两部分。
透射电子显微镜
透射电子显微镜与光镜差异
①结构复杂,对制作材料的纯度、元件几何形状尺寸的加工精密度等都要求极高;
②易于调整,通过改变线圈中流过电流的强度,可以改变磁场强度,达到变化折射率和焦距的目的;
③像差较小,且较为容易消除或校正;
④对电子束流的能量损耗小(在光学透镜中为达到这一目的,须施以多层镀膜等繁琐工艺,付出很多代价才能实现);
⑤能在较短的距离内产生较大的折射率,从而有效地缩短了镜体的总长度。根据电镜总体设计各级透镜的功能要求不同,电磁透镜主要可以分为2种类型:强磁透镜和弱磁透镜,前者焦距短,折射率高;后者焦距长,折射率低。可通过应用材料结构和通过线圈的电流强度的不同来制成。透射式电子显微镜主要是通过组合透镜间的折射率变化和配比变化,来改变成像的放大率的。
综上所述,透射式电子显微镜与投射式光学显微镜的原理很相近,它们的光源、透镜虽不相同,但照放大和成像的方式却完全一致;并且透射电子显微镜与光镜是有差异,通过本文的讲解,相信大家对透射式电子显微镜的认识会越来越深入,希望本文能对大家的工作有一定的指导作用。
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