材料分析方法 第3版 教学课件 作者 周玉 课件 第8章.pptVIP

第二篇 材料电子显微分析 利用电子显微镜观察和分析材料的组织结构，称为电子显微分析术 电子显微镜是以电子束为光源的显微分析仪器，主要包括：透射电子显微镜、扫描电子显微镜和电子探针 电子显微镜的分辨率很高，目前透射电子显微镜的分辨率已优于0.1nm，达到了原子尺度 电子显微镜的分析功能很多，目前一台电子显微镜可兼有微观组织形貌、晶体结构、微区成分等多种分析功能 第一台电子显微镜于20世纪30年代问世，经历了几个阶段的发展，使电子显微分析技术已成为材料科学等研究领域中最重要的分析手段之一 第二篇 材料电子显微分析 第八章 电子光学基础 第九章 透射电子显微镜 第十章 电子衍射 第十一章 晶体薄膜衍衬成像分析 第十二章 高分辨透射电子显微术 第十三章 扫描电子显微镜 第十四章 电子背散射衍射分析技术 第十五章 电子探针显微分析 第十六章 其他显微结构分析方法 第八章 电子光学基础 本章主要内容 第一节 电子波与电磁透镜 第二节 电磁透镜的像差与分辨率 第三节 电磁透镜的景深和焦长 第一节 电子波与电磁透镜 一、光学显微镜的分辨率极限 分辨率指物体上所分辨的两个物点的最小间距。光学显 微镜的分辨率为， (8-1) 式中，? 为光源波长。表明，光学显微镜的分辨率取决于光 源波长，约为波长的一半。可见提高分辨率关键在于减小光 源的波长。在可见光波长范围内，其分辨率极限为200nm 显微镜光源首先要具有波动性，其次要有能使其聚焦的装置 1924年电子衍射实验证实电子具有波动性，波长比可见光短 十万倍；1926年发现用轴对称非均匀磁场能使电子波聚焦； 1933年设计并制造出世界上第一台透射电子显微镜 第一节 电子波与电磁透镜 二、电子波的波长特性 电子波的波长取决于电子运动速度和质量，即 (8-2) 式中，h 是普朗克常数； m 是电子质量；v 是电子的速度， 它与加速电压U 的关系 即 (8-3) 式中 e 为电子的电荷。由式(8-2)和式(8-3)得 (8-4) 第一节 电子波与电磁透镜 二、电子波的波长特性 若电子速度较小，其质量和静止时相近，m ? m0；否则，m 需 经相对论校正 (8-5) 式中，c 为光速。不同加速电压下电子波的波长见表8-1 可见光波长为390~760nm，在常用加速电压下，电子波波长比 可见光小5个数量级 第一节 电子波与电磁透镜 三、电磁透镜 电子显微镜中利用磁场使电子 波聚焦成像的装置称电磁透镜 如图 8-1 所示，通电的短线圈 是最简单的电磁透镜，形成一 种轴对称不均匀的磁场 速度v 的电子平行进入透镜，