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透射電鏡的工作原理及構造
一、 透射電鏡的工作原理及構造
1、工作原理：
成像原理與光學顯微鏡類似
不同點：光學顯微鏡用可見光作照明束，透射電子顯微鏡用電子為照明束；
光學顯微鏡中聚焦成像用玻璃透鏡，TEM中為磁透鏡。
電子波長極短，且與物質作用遵從布拉格方程(λ=2dsinθ)，產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，∴TEM具有高分辨率且有結構分析功能。
2、構造：
TEM由電子光學系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、循環(huán)冷卻系統(tǒng)、供電控制系統(tǒng)。電子光學系統(tǒng)是主要部分。
電子光學系統(tǒng)→電子照明系統(tǒng)、試樣室、成像放大系統(tǒng)、觀察與記錄系統(tǒng)。
電子照明系統(tǒng)→電子槍、會聚鏡系統(tǒng)(為成像提供亮度高、相干性好的照明光源)
電子槍：由陰極、柵極、陽極組成，陰極發(fā)射電子形成高速電子流。有的六硼化鑭LaB6、場發(fā)射電子槍，其各種性能優(yōu)于鎢絲三級電子槍。
聚光鏡：會聚電子束、控制照明孔徑角、電流密度、光斑尺寸。高性能電鏡采用雙聚光鏡，*聚光鏡為短焦距強激磁透鏡，使照明束直徑降為0.2~0.75μm；第二聚光鏡為長焦距磁透鏡，放大倍數(shù)一般是2倍，∴照在式樣上的束徑增為0.4~1.5μm左右。第二次透鏡下的聚光鏡光闌用來限制和改變照明孔徑角。
樣品室→樣品桿、樣品杯、樣品臺。
樣品放在直徑3mm、厚50~100μm的載網(wǎng)上，再放入樣品杯中，最后放在樣品臺上。
樣品臺的作用為承載樣品、使樣品能在物鏡極靴口內(nèi)平移、傾斜、旋轉以選擇感興趣的樣品區(qū)域進行觀察。樣品臺有頂插式和側插式，頂入式不能傾斜、平衡性好；側入式可傾斜、平衡性差。
成像放大系統(tǒng)→物鏡、中間鏡、投影鏡。
物鏡：物鏡的分辨本領決定了TEM的分辨本領，∴物鏡采用強激磁、短焦距透鏡減少像差、借助孔徑不同的物鏡光闌和消像散器和冷阱降低球差，改變襯度消除像散，防止污染以獲得*分辨本領。一般放大倍數(shù)為100~300倍，高質量分辨率可達0.1nm。物鏡后的選區(qū)光闌作用為減小物鏡的球差、像散、色差，提高圖像襯度。
中間鏡：操作過程中主要利用中間鏡的可變倍率調(diào)節(jié)TEM放大倍數(shù)。不會影響清晰度。中間鏡是弱激磁長焦距變倍透鏡，可在0~20倍范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。(M》1，放大；M《1，縮小)
熒光屏得到顯微放大相的條件：中間鏡平面=物鏡像平面
熒光屏得到衍射斑的條件：中間鏡物平面=物鏡后焦平面
圖像觀察與記錄系統(tǒng)→熒光屏、照相機、數(shù)據(jù)顯示。