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透射电镜的工作原理及构造

发布日期: 2021-04-21
浏览人气: 647
  一、 透射电镜的工作原理及构造
 
  1、工作原理:
 
  成像原理与光学显微镜类似
 
  不同点:光学显微镜用可见光作照明束,透射电子显微镜用电子为照明束;
 
  光学显微镜中聚焦成像用玻璃透镜,TEM中为磁透镜。
 
  电子波长极短,且与物质作用遵从布拉格方程(λ=2dsinθ),产生衍射现象,∴TEM具有高分辨率且有结构分析功能。
 
  2、构造:
 
  TEM由电子光学系统、真空系统、循环冷却系统、供电控制系统。电子光学系统是主要部分。
 
  电子光学系统→电子照明系统、试样室、成像放大系统、观察与记录系统。
 
  电子照明系统→电子枪、会聚镜系统(为成像提供亮度高、相干性好的照明光源)
 
  电子枪:由阴极、栅极、阳极组成,阴极发射电子形成高速电子流。有的六硼化镧LaB6、场发射电子枪,其各种性能优于钨丝三级电子枪。
 
  聚光镜:会聚电子束、控制照明孔径角、电流密度、光斑尺寸。高性能电镜采用双聚光镜,*聚光镜为短焦距强激磁透镜,使照明束直径降为0.2~0.75μm;第二聚光镜为长焦距磁透镜,放大倍数一般是2倍,∴照在式样上的束径增为0.4~1.5μm左右。第二次透镜下的聚光镜光阑用来限制和改变照明孔径角。
 
  样品室→样品杆、样品杯、样品台。
 
  样品放在直径3mm、厚50~100μm的载网上,再放入样品杯中,最后放在样品台上。
 
  样品台的作用为承载样品、使样品能在物镜极靴口内平移、倾斜、旋转以选择感兴趣的样品区域进行观察。样品台有顶插式和侧插式,顶入式不能倾斜、平衡性好;侧入式可倾斜、平衡性差。
 
  成像放大系统→物镜、中间镜、投影镜。
 
  物镜:物镜的分辨本领决定了TEM的分辨本领,∴物镜采用强激磁、短焦距透镜减少像差、借助孔径不同的物镜光阑和消像散器和冷阱降低球差,改变衬度消除像散,防止污染以获得*分辨本领。一般放大倍数为100~300倍,高质量分辨率可达0.1nm。物镜后的选区光阑作用为减小物镜的球差、像散、色差,提高图像衬度。
 
  中间镜:操作过程中主要利用中间镜的可变倍率调节TEM放大倍数。不会影响清晰度。中间镜是弱激磁长焦距变倍透镜,可在0~20倍范围内调节。(M》1,放大;M《1,缩小)
 
  荧光屏得到显微放大相的条件:中间镜平面=物镜像平面
 
  荧光屏得到衍射斑的条件:中间镜物平面=物镜后焦平面
 
  图像观察与记录系统→荧光屏、照相机、数据显示。
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