什么是电子显微镜?
电子显微镜由镜筒、真空装置和电源柜三部分组成。
镜筒主要有电子源、电子透镜、样品架、荧光屏和探测器等部件,这些部件通常是自上而下地装配成一个柱体。
电子透镜用来聚焦电子,是电子显微镜镜筒中最重要的部件。一般使用的是磁透镜,有时也有使用静电透镜的。它用一个对称于镜筒轴线的空间电场或磁场使电子轨迹向轴线弯曲形成聚焦,其作用与光学显微镜中的光学透镜(凸透镜)使光束聚焦的作用是一样的,所以称为电子透镜。
光学显微镜与电子显微镜有什么区别?
1、分辨率不一样,因为任何电磁波在经过一个和他波长差不多的物体都会衍射,影响成像质量,电子显微镜波长比可见光短,也就分辨率更高。
2、光学显微镜用可见光照明,电子显微镜以电子束为成像源,二者主要的区别在于:1)成像源不同;2)透镜不同;3)成像原理不同;4)标本制备方法不同。
3、由于电子束的波长远远小于可见光的波长,所以即使电子束的锥角仅为光学显微镜的1%,电子显微镜的分辨本领仍远远优于光学显微镜。
4、电子显微镜发射源是电子束或离子束,普通光学显微镜使用的是光源发X来的光或镭射。
普通光学显微镜使用的是特殊玻璃制的透镜,利用光学原理改变光的行进;而电子显微镜使用的是磁透镜,利用磁场改变电子束。
普通光学显微镜的最大倍数一般在1000~2000倍,解析度一般在0.1um~0.25um左右;而电子显微镜的解析度一般都在0.01nm~0.4nm左右。
普通光学显微镜可在一般大气压下使用;而电子显微镜一般都需在样品室处于真空时使用。
普通光学显微镜受到光学的限制仅能用于观测鉴定被测物体;而扫描电子显微镜可配合其他仪器,如能谱、波谱等仪器使仪器等等讲起应用到很多领域。
工具显微镜上所述,发射源不同;透镜不同;放大倍数和解析度不同;使用环境不同;应用的领域不同。
光学显微镜和电显微镜区别?
1.照明源不同。电镜所用的照明源是电子枪发出的电子流,而光镜的照明源是可见光(日光或灯光),由于电子流的波长远短于光波波长,故电镜的放大及分辨率显著地高于光镜。
2.透镜不同。电镜中起放大作用的物镜是电磁透镜(能在*部位产生磁场的环形电磁线圈),而光镜的物镜则是玻璃磨制而成的光学透镜。电镜中的电磁透镜共有三组,分别与光镜中聚光镜、物镜和目镜的功能相当。
3.成像原理不同。在电镜中,作用于被检样品的电子束经电磁透镜放大后打到荧光屏上成像或作用于感光胶片成像。其电子浓淡的差别产生的机理是,电子束作用于被检样品时,入射电子与物质的原子发生碰撞产生散射,由于样品不同部位对电子有不同散射度,故样品电子像以浓淡呈现。而光镜中样品的物像以亮度差呈现,它是由被检样品的不同结构吸收光线多少的不同所造成的。
4.所用标本制备方式不同,电镜观察所用组织细胞标本的制备程序较复杂,技术难度和费用都较高,在取材、固定、脱水和包埋等环节上需要特殊的试剂和操作,zui后还需将包埋好的组织块放人超薄切片机切成50~100nm厚的超薄标本片。而光镜观察的标本则一般置于载玻片上,如普通组织切片标本、细胞涂片标本、组织压片标本和细胞滴片标本等。
光学显微镜的分辨率与光波的波长有关。对于接近和小于光波波长的物体,光学显微镜就无能为力了。电子运动的波长比光波波长短的多,就可以看到更细小的物体。光学显微镜是由一组光学镜头组成的放大成像系统,而电子显微镜由电子流代替可见光,由磁场代替透镜,让电子的运动代替光子,这样就可以看到比光学系统能看到的更小的物体。深圳市瑞腾仪器设备租赁有限公司是专业从事MINI-SEM的X工作,公司与厂家达成密切合作,在中国区域为广大企事业单位提供的台式扫描电镜
电子显微镜使用方法?
电子显微镜的使用方法有哪些的回答如下:
1)首先要转动转换器,使低倍物镜对准通光孔,物镜前端与载物台要保持2厘米的距离。
2)接着把一个较大的光圈对准通光孔,这是为了使光源更好的与物体接触,方便呈像 ,使图像更清晰,左眼注视目镜,右眼睁开,转动反光镜,使光线通过通光孔反X镜筒内.直到看到较亮的视野再停止。
3)将所要观察的玻片标本放在载物台上,用压片夹压住,标本要正对通光孔的中心,这样可以使图像更加清晰。
4)转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓下降,眼睛从旁边看着,直到物镜接近玻片标本为止,以免物镜碰到玻片标本。
5)左眼向目镜内看,同时反方向转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓上升,直到看清物像为止.再略微转动细准焦螺旋,使看到的物像更加清晰,这就是电子显微镜的使用方法。
电子显微镜的工作原理?
一、透射电子显微镜的成像原理可分为三种情况:
1、吸收像:当电子X质量、密度大的样品时,主要的成相作用是散射作用。样品上质量厚度大的地方对电子的散射角大,通过的电子较少,像的亮度较暗。早期的透射电子显微镜都是基于这种原理。
2、衍射像:电子束被样品衍射后,样品不同位置的衍射波振幅分布对应于样品中晶体各部分不同的衍射能力,当出现晶体缺陷时,缺陷部分的衍射能力与完整区域不同,从而使衍射波的振幅分布不均匀,反映出晶体缺陷的分布。
3、相位像:当样品薄至100?以下时,电子可以穿过样品,波的振幅变化可以忽略,成像来自于相位的变化。
二、扫描电子显微镜成像原理
扫描电子显微镜通过用聚焦电子束扫描样品的表面来产生样品表面的图像。
电子与样品中的原子相互作用,产生包含关于样品的表面测绘学形貌和组成的信息的各种信号。电子束通常以光栅扫描图案扫描,并且光束的位置与检测到的信号组合以产生图像。
扫描电子显微镜可以实现分辨率优于1纳米。样品可以在高真空,低真空,湿条件(用环境扫描电子显微镜)以及宽范围的低温或高温下观察到。
最常见的扫描电子显微镜模式是检测由电子束激发的原子发射的二次电子。可以检测的二次电子的数量,取决于样品测绘学形貌,以及取决于其他因素。
通过扫描样品并使用特殊检测器收集被发射的二次电子,创建了显示表面的形貌的图像。它还可能产生样品表面的高分辨率图像,且图像呈三维,鉴定样品的表面结构。
扩展资料:
在使用X电子显微镜观察生物样品前样品必须被预先处理。随不同研究要求的需要科学家使用不同的处理方法。
1、固定:为了尽量保存样本的原样使用戊二醛来硬化样本和使用锇酸来染色脂肪。
2、冷固定:将样本放在液态的乙烷中速冻,这样水不会结晶,而形成非晶体的冰。这样保存的样品损坏比较小,但图像的对比度非常低。
3、脱干:使用乙醇和丙酮来取代水。
4、垫入:样本被垫入后可以分割。
5、分割:将样本使用金刚石刃切成薄片。
6、染色:重的原子如铅或铀比轻的原子散射电子的能力高,因此可被用来提高对比度。
电子显微镜和扫描显微镜的区别?
1、定义不同:
光学显微镜是利用光学原理,把人眼所不能分辨的微小物体放大成像,以供人们提取微细结构信息的光学仪器。
全自动扫描电子显微镜技术的应用是建立在光学显微镜的基础之上的,光学显微镜的分辨率为0.2μm,透射电子显微镜的分辨率为0.2nm,也就是说透射电子显微镜在光学显微镜的基础上放大了1000倍。
2、分类不同:
光学显微镜有多种分类方法,按使用目镜的数目可分为三目,双目和单目显微镜;按图像是否有立体感可分为立体视觉和非立体视觉显微镜;按观察对像可分为生物和金相显微镜等;按光学原理可分为偏光,相衬和微分干涉对比显微镜等。
全自动扫描电子显微镜按结构和用途可分为透射式电子显微镜、扫描式电子显微镜、反射式电子显微镜和发射式电子显微镜等。
3、组成结构不同:
显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜和聚光器四个部件。广义的说也包括照明光源、滤光器、盖玻片和载玻片等。
全自动扫描电子显微镜由镜筒、真空装置和电源柜三部分组成。
和光学显微镜及透射电镜相比,扫描电镜具有以下特点:
1、能够直接观察样品表面的结构,样品的尺寸可大至120mm×80mm×50mm。
2、样品制备过程简单,不用切成薄片。
3、样品可以在样品室中作三度空间的平移和旋转,因此,可以从各种角度对样品进行观察。
4、景深大,图象富有立体感。扫描电镜的景深较光学显微镜大几百倍,比透射电镜大几十倍。
5、图象的放大范围广,分辨率也比较高。可放大十几倍到几十万倍,它基本上包括了从放大镜、光学显微镜直到透射电镜的放大范围。分辨率介于光学显微镜与透射电镜之间,可达3nm。
6、电子束对样品的损伤与污染程度较小。
7、在观察形貌的同时,还可利用从样品发出的其他信号作微区成分分析。
电子显微镜的种类?
电子显微镜按结构和用途可分为透射式电子显微镜、扫描式电子显微镜、反射式电子显微镜和发射式电子显微镜等。
透射式电子显微镜常用于观察那些用普通显微镜所不能分辨的细微物质结构;扫描式电子显微镜主要用于观察固体表面的形貌,也能与X射线衍射仪或电子能谱仪相结合,构成电子微探针,用于物质成分分析;发射式电子显微镜用于自发射电子表面的研究。 因电子束穿透样品后,再用电子透镜成像放大而得名。它的光路与光学显微镜相仿,可以直接获得一个样本的投影。通过改变物镜的透镜系统人们可以直接放大物镜的焦点的像。由此人们可以获得电子衍射像。使用这个像可以分析样本的晶体结构。在这种电子显微镜中,图像细节的对比度是由样品的原子对电子束的散射形成的。由于电子需要穿过样本,因此样本必须非常薄。组成样本的原子的原子量、加速电子的电压和所希望获得的分辨率决定样本的厚度。样本的厚度可以从数纳米到数微米不等。原子量越高、电压越低,样本就必须越薄。样品较薄或密度较低的部分,电子束散射较少,这样就有较多的电子通过物镜光栏,参与成像,在图像中显得较亮。反之,样品中较厚或较密的部分,在图像中则显得较暗。如果样品太厚或过密,则像的对比度就会恶化,甚至会因吸收电子束的能量而被损伤或破坏。
透射电镜的分辨率为0.1~0.2nm,放大倍数为几万~几十万倍。由于电子易散射或被物体吸收,故穿透力低,必须制备更薄的超薄切片(通常为50~100nm)。
透射式电子显微镜镜筒的顶部是电子枪,电子由钨丝热阴极发X、通过第一,第二两个聚光镜使电子束聚焦。电子束通过样品后由物镜成像于中间镜上,再通过中间镜和投影镜逐级放大,成像于荧光屏或照相干版上。中间镜主要通过对励磁电流的调节,放大倍数可从几十倍连续地变化到几十万倍;改变中间镜的焦距,即可在同一样品的微小部位上得到电子显微像和电子衍射图像。 扫描电子显微镜的电子束不穿过样品,仅以电子束尽量聚焦在样本的一小块地方,然后一行一行地扫描样本。入射的电子导致样本表面被激发出次级电子。显微镜观察的是这些每个点散X来的电子,放在样品旁的闪烁晶体接收这些次级电子,通过放大后调制显像管的电子束强度,从而改变显像管荧光屏上的亮度。图像为立体形象,反映了标本的表面结构。显像管的偏转线圈与样品表面上的电子束保持同步扫描,这样显像管的荧光屏就显示出样品表面的形貌图像,这与工业电视机的工作原理相类似。由于这样的显微镜中电子不必透射样本,因此其电子加速的电压不必非常高。
扫描式电子显微镜的分辨率主要决定于样品表面上电子束的直径。放大倍数是显像管上扫描幅度与样品上扫描幅度之比,可从几十倍连续地变化到几十万倍。扫描式电子显微镜不需要很薄的样品;图像有很强的立体感;能利用电子束与物质相互作用而产生的次级电子、吸收电子和X射线等信息分析物质成分。
扫描电子显微镜的制造是依据电子与物质的相互作用。当一束高能的入射电子轰击物质表面时,被激发的区域将产生二次电子、俄歇电子、特征x射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子,以及在可见、紫外、X光区域产生的电磁辐射。同时,也可产生电子-空穴对、晶格振动(声子)、电子振荡(等离子体)。 一般来讲的数码显微镜严格来说应该属于光学显微镜的范畴。数码显微镜是将精锐的光学显微镜技术、先进的光电转换技术、液晶屏幕技术完美地结合在一起而开发研制成功的一项高科技产品。从而,我们可以对微观领域的研究从传统的普通的双眼观察到通过显示器上再现,从而提高了工作效率。
数码显微镜根据数据显示方式不同可分为两大类:自带屏幕数码显微镜和采用计算机显示的数码显微镜。
自带屏幕数码显微镜,又可分为三类,1.台式数码显微镜;2.便携式数码显微镜;3.无线数码显微镜 ;台式数码显微镜的主要特点是放大倍率相对较高,可以与电子显微镜媲美;便携式数码显微镜追求的是随处可显微,讲究小巧, 1926年汉斯·布什研制了第一个磁力电子透镜。
1931年厄恩斯特·卢斯卡和马克斯·克诺尔研制了第一台X电子显微镜。展示这台显微镜时使用的还不是X的样本,而是一个金属格。1986年卢斯卡为此获得诺贝尔物理奖。
1934年锇酸被提议用来加强图像的对比度。
1937年第一台扫描透射电子显微镜推出。一开始研制电子显微镜最主要的目的是显示在光学显微镜中无法分辨的病原体如病毒等。
1938年他在西门子公司研制了第一台商业电子显微镜。
1949年可投射的金属薄片出现后材料学对电子显微镜的兴趣大增。
1960年代投射电子显微镜的加速电压越来越高来X越来越厚的物质。这个时期电子显微镜达到了可以分辨原子的能力。
1980年代人们能够使用扫描电子显微镜观察湿样本。
1990年代中电脑越来越多地用来分析电子显微镜的图像,同时使用电脑也可以控制越来越复杂的透镜系统,同时电子显微镜的操作越来越简单。
电子显微镜的工作原理是什么?为什么电子显微镜分辨率更高?
光学显微镜放大的倍数较电子显微镜小,光学显微镜只能观察显微结构,如细胞、叶绿体等,而电子显微镜能够观察亚显微结构,即可以看见细胞器的结构以及病毒、细菌等电子显微镜是把经加速和聚集的电子束投X非常薄的样品上,电子与样品中的原子碰撞而改变方向,从而产生立体角散射。
散射角的大小与样品的密度、厚度相关,因此可以形成明暗不同的影像,影像将在放大、聚焦后在成像器件(如荧光屏、胶片、以及感光耦合组件)上显示出来。
由于电子的德布罗意波长非常短,透射电子显微镜的分辨率比光学显微镜高的很多,可以达到0.1~0.2nm,放大倍数为几万~百万倍。
因此,使用透射电子显微镜可以用于观察样品的精细结构,甚至可以用于观察仅仅一列原子的结构,比光学显微镜所能够观察到的最小的结构小数万倍。
TEM在中和物理学和生物学相关的许多科学领域都是重要的分析方法,如癌症研究、病毒学、材料科学、以及纳米技术、半导体研究等等。深圳博视达光学仪器