光镜电镜的发展种类特点及应用.ppt

电镜技术 主要内容 1.回顾光学显微镜 2.电子显微镜的产生、发展 3.电子显微镜的分类及特点 1610年前后，意大利的伽利略和德国的J.开普勒在研究望远镜的同时，改变物镜和目镜之间的距离，得出合理的显微镜光路结构，当时的光学工匠遂纷纷从事显微镜的制造、推广和改进。 17世纪中叶，英国的罗伯特.胡克（用自己制造的显微镜观察软木切片，‘细胞’）和荷兰的安东尼·冯· 列文胡克（制造了只有一片凸透镜的显微镜，放大了300倍）都对显微镜的发展作出了卓越的贡献。 光学透镜成像原理 三维立体显微镜 电子显微镜的产生与发展 2.电子显微镜的产生与发展（请自己查阅资料） 由于光源本质的限制，光学显微镜的分辨率只能达到0.2μm 分辨率公式： δ=0.61λ/nsinα（abbe公式） λ为所用光波的波长；n为物体所在空间的折射率，物体在空气中时N=1；α为孔径角，即从物点发出能进入物镜成像的光线锥的锥顶角的半角; nsinα 称为数值孔径。 数值孔径：显微物镜的一个重要性能指标，通常与放大倍率一起标注在物镜镜筒外壳上，例如40×0.65表示物镜的放大倍率为40倍，数值孔径为0.65。  要提高分辨率，即减小δ值，可采取以下措施（1） 降低波长λ值，使用短波长光源。（2） 增大介质n值以提高数值孔径值。（3） 增大孔径角α值以提高数值孔径。 1928年，柏林工科大学的克偌尔和茹斯卡奠定了电镜的理论基础。 1933年，茹斯卡制造的第一台电子光学装置，可放大12000倍。 1938年，茹斯卡制造的第一台透射电子显微镜，分辨率达100埃。 1939年，德国西门子公司按该样机生产了世界第一批商品电镜40台，并在战后运往其他国家，使人类的形态学研究跨入了超微结构新领域。 1939年，茹斯卡通过电镜技术发现了烟草病毒，解决了30年前的悬案，引起了世界震动。加速了电镜技术的发展。继而在植物中发现了彩虹病毒、风轮病毒、家蚕病毒等；在人体中发现了流感病毒、天花病毒、肝炎病毒、麻风杆菌等，同时也找出了一些污染源和毁灭性的瘟疫流行渠道。 1953年，日本发现了桑树维管束中的微生物。 80年代，电镜技术在自然学科的许多领域中得到了广泛应用，并形成了一门交差型的新型学科。科学家利用电镜技术发现了多种病毒，污染水源中的微生物，有毒物质，纳米材料等，其中纳米材料使纳米技术崛起并迅速发展。 1982年，诺贝尔化学奖授予卓越的电镜应用者——英国的分子生物学家克卢格（A.Klug） 1986年，瑞典皇家科学院将诺贝尔物理学奖授予电子显微镜的发明者——德国科学家恩斯特.茹斯卡（ErnstRuska，1906-1988）；授予扫描隧道显微镜的设计者——德国物理学家宾尼希（Gerd Binnig，1947-）和瑞士物理学家罗雷尔（Heinrich Rohrer，1933-）。 1958年，我国成功地研制了第一台透射电子显微镜分辨本领为3nm，1979年分辨本领达到0.3nm。 3.电镜的种类与特点 主要两大类： 透射电子显微镜（TEM） 扫描电子显微镜（SEM） 一、透射电子显微镜（TEM） 电子束透过样品(透射电子）直接放大成像。 特点： 分辨率高 ，视场小。 制样技术： 超薄切片技术、负染技术、投影技术和复型技术等。 应用范围： 广泛应用于样品局部切片的超微结构，纳米材料等。 二、扫描电子显微镜（SEM） 电子束以扫描形式轰击在样品上，产生二次电子等信息，而后再将二次电子等信息收集起来放大成像。 特点： 分辨率高，图像立体感强。 制样技术： 临界点干燥技术、冷冻干燥技术、蚀刻技术、组织导电技术和切片腐蚀技术等。 应用范围： 样品表面及其断面立体形貌的观察。 兼有扫描电镜和透射电镜双重功能，称为扫描透射电镜（STEM） 。 特点： 可观察样品的表面和内部结构形态。 制样技术： 切片厚度可以相应增加，约为1500 ?左右。 加速电压在500KV以上的透射电镜又称超高压电镜。 特点： 分辨率高,加速电压高，穿透力强，对样品损伤小。 制样技术： 切片较厚，含水，都可满足电镜观察要求。 应用范围： 可广泛应用于材料科学、生物学、医学等。 扫描