电镜技术及应用课2013A.pdf

电镜技术及应用A 陈荣 rongchen@ips.ac.cn 结构病毒学研究组 上海巴斯德所 2013-11-7 • 电镜简介 • 透射电镜的基本结构 • 透射电镜的原理 • 透射电镜的应用 电镜简介 Prototype Electron Microscope Electron microscope constructed by Ernst Ruska in 1933 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射出来 的电子，放在样品旁的探测器接收这些次级电子，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。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 就显示出样品表面的形貌图像。 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。 疟疾破坏的两个红细胞 透射电子显微镜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获得电子衍射像。 在透射电镜中，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。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。 透射电镜的基本结构 光源 电子镜 聚光镜 聚光镜 试样 试样 物镜 物镜 中间象 中间象 目镜 投影镜 毛玻璃 观察屏 照相底板 照相底板 电镜一般包括电子光学系统、真空系统和供电系统三大部分。 1 . 电子光学系统 1）照明部分 （1）阴极：又称灯丝，一般是由0.03~0.1毫米的钨丝作 成V或Y形状。 （2 ）阳极：加速从阴极发射出的电子。为了安全，一般 都是阳极接地，阴极带有负高压。 （3 ）控制极：会聚电子束；控制电子束电流大小，调节 像的亮度。 阴极、阳极和控制极决定着电子发射的数目及其动能，因 此习惯上把它们通称为“ 电子枪” 。 （4 ）聚光镜：由于电子之间的斥力和阳极小孔的发散作 用，电子束穿过阳极小孔后，又逐渐变粗，射到试样上仍然过 大。聚光镜就是为克服这种缺陷加入的，它有增强电子束密度 和再一次将发散的电子会聚起来的作用。 阴极 （接 负高压） 控制极 （比阴极 负100~1000伏）