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透射电镜（TEM）原理及应用介绍
  人的眼睛只能分辨160度视角的物体， 相当于在明视距离下能分辨
0.1mm的目标。光学显微镜通过透镜将视角扩大，提高了分辨极限，可达 到
2000A。。光学显微镜做为材料研究和检验的常用工具，发挥了重大作用。但
是随着材料 科学的发展，人们对于显微镜分析技术的要求不断提高，观察的
对象也越来越细。如要求分表几十埃或更 小尺寸的分子或原子。一般光学显
微镜，通过扩大视角可提高的放大倍数不是无止境的。阿贝（Abbe ）证明了
显微镜的分辨极限取决于光源波长的大小。在一定波长条件下，超越了这个
极限度，在 继续放大将是徒劳的，得到的像是模糊不清的
 
 
 　　TEM简介
 
 　　透射电子显微镜（英语：Transmission electron microscope，缩写
TEM），简称透射电镜，是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，
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。通常，透射电子
显微镜的分辨率为0.1～0.2nm，放大倍数为几万～百万倍，用于观 察超微结
构，即小于0.2微米、光学显微镜下无法看清的结构，又称亚显微结构。
 
 
 　

 
 
 　　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=2dsin& theta;），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。
 < br> 
 　　☺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，第一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0.4~1.5& mu;m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。< br> 
 
 　　☺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，防止污染以获得最佳分辨本领。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< br> 
 
 　　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。