电子显微镜定义，原理，类型，用途，图像

电子显微镜定义

• 电子显微镜是使用作为照明源的加速电子束的显微镜。
• 它是一种特殊类型的显微镜，具有高分辨率的图像，能够在纳米中放大物体，该物体通过在磷光筛上的真空中的真空中的真空使用电子形成而形成。
• Ernst Ruska（1906-1988），德国工程师和学术教授，于1931年建立了第一电子显微镜，其原型背后的原则仍然管理现代EMS。

电子显微镜的工作原理

电子显微镜使用来自电子束的相互作用与样品产生的信号，以获得有关结构，形态和组成的信息。

1. 电子枪产生电子。
2. 两组冷凝器透镜将电子束聚焦在样本上，然后聚集到薄的紧密梁中。
3. 为了将电子移动到柱，在钨丝和阳极之间施加加速电压（主要是100kV-1000kV）。
4. 要检查的样品非常薄，比光学显微镜中使用的那些薄至少200倍。切割20-100nm的超薄部分，该截面已经放置在样品架上。
5. 电子束通过样品，并且根据样本的不同部分的厚度或折射率散射电子。
6. 样品中的密度区域散射更多的电子，因此在图像中看起来较暗，因为屏幕的区域较少。相比之下，透明区域更亮。
7. 从试样出来的电子束通过高功率并形成中间放大图像的物镜。
8. 然后，眼镜镜片产生最终的进一步放大图像。

电子显微镜的类型

有两种类型的电子显微镜，具有不同的操作风格：

1. 透射电子显微镜（TEM）

• 透射电子显微镜用于观察薄样本，电子可以通过该薄型产生投影图像。
• TEM在许多方法中类似于常规（化合物）光显微镜。
• 除其他外，使用TEM，以将细胞内部（在薄片部分），蛋白质分子的结构（由金属阴影对比），病毒和细胞骨骼长丝中的分子组织（由负染色技术制备），和细胞膜中蛋白质分子的布置（通过冷冻骨折）。

2. 扫描电子显微镜（SEM）

• 常规扫描电子显微镜取决于来自样品表面的二次电子的发射。
• 由于其浓度很大，扫描电子显微镜是立体声光学显微镜的EM模拟。
• 它提供了通过TEM不可能的细胞表面和整个生物的详细图像。它还可用于粒子计数和尺寸确定，以及用于过程控制。
• 它被称为扫描电子显微镜，因为通过将聚焦的电子束以光栅图案扫描到样本的表面上来形成图像。

电子显微镜的一部分

EM是垂直安装的高真空柱的形式。它具有以下组件：

1. 电子枪

• 电子枪是加热的钨丝，其产生电子。

2. 电磁镜头

• 冷凝器镜头将电子束聚焦在样本上。第二冷凝器透镜将电子形成为薄的紧密梁。
• 从标本中出来的电子束通过了称为的第二个磁线圈物镜，具有高功率并形成中间放大图像。
• 称为第三组磁镜头投影仪（眼部）镜头产生最终进一步放大的图像。
• 这些镜头中的每一个充当图像放大镜，同时保持令人难以置信的细节和分辨率。

3. 标本持有人

• 样品保持器是由金属栅格保持的极其薄膜或由金属栅格保持的胶层。

4. 图像查看和录制系统。

• 最终图像投影在荧光屏上。
• 荧光屏下方是用于录制图像的相机。

应用程序

• 电子显微镜用于研究各种生物和无机标本的超微结构，包括微生物，细胞，大分子，活组织检查样品，金属和晶体。
• 在工业上，电子显微镜通常用于质量控制和失效分析。
• 现代电子显微镜使用专用数码相机和框架抓取器产生电子显微照片以捕获图像。
• 科学微生物学欠电子显微镜的发展。研究细菌，病毒等病原体等微生物使得对疾病的治疗非常有效。

优点

• 非常高的放大率
• 令人难以置信的高分辨率
• 材料很少通过制备扭曲
• 可以调查更大的景深
• 不同的应用

限制

• 无法观察到现场标本。
• 由于电子束的渗透功率非常低，因此物体应超薄。为此，在观察之前将样品干燥并切成超薄部分。
• 当EM工作在真空中时，样本应该完全干燥。
• 建立和维护昂贵
• 需要研究人员培训
• 样品制备产生的图像伪影。
• 这种类型的显微镜是一个大，麻烦对振动和外部磁场非常敏感。

参考

1. http://www.biologydiscussion.com/microscuct/electron-microscope/electron-microscuct-principle-pomponents-pecimen-preparation-and-uses/16595.
2. https://en.wikipedia.org/wiki/electron_microscope.
3. https://www.wikilectures.eu/w/electron_microscopy/principle.
4. http://www.yourarticlelibrary.com/microeconomics/working-princifle-of-a-electron-microscopes-with-diagram/26479.
5. https://www.slideshare.net/gangahuvin/electron-microscopy-16995175
6. https://www.umassmate.edu/cemf/whatisem/
7. https://www.microscopemaster.com/electron-microscop.html.
8. https://getrevising.co.uk/grids/electron_microscopes_2

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