2第二章电子显微结构和原理(TEM)教材.ppt

* * 第二章 透射电镜的 结构和原理 日立H－800透射电子显微镜 透射电子电子（Transmission Electron Microscope）是由 以下五大系统构成： 1、照明系统； 2、成像和放大系统； 3、观察与记录系统； 4、真空系统； 5、电源供应系统。 一、照明系统 1、功能：产生亮度高、穿透能力强、稳定度好的照明电子束照射到观察样品上。 2、组成 ：是由电子枪、两级聚光镜和聚光镜可动光栏等组 成。 电子枪：由阴极 灯丝 、栅极和加速极 （也叫阳极）构成。 电子枪是产生照明电子的地方。当灯丝通电受高压作用，温度达到2200度时就开始发射照明电子，由于阳极对灯丝有较高的电位差，从灯丝发射出的电子被吸引着向镜筒方向照射。在透射电镜中阳极（加速极）有多级，每一级对上一级都有一较高的正电位差。 聚光镜：聚光镜是电磁透镜，它的作用 是通电后产生磁场汇聚从电子枪发射出的照明电子，使之形成很圆的照明电子束，沿镜筒的中央继续向下运行，最后以平行光束投射到被观察样品上。 聚光镜有两级，第一级位于近灯丝端，它是强励磁短焦距聚光镜，对从电子枪射来的照明电子有很强的汇聚作用；第二级在灯丝远端，与第一级相连，它是一个弱励磁长焦距聚光镜，在它的作用下，使从第一聚光镜照射来的照明光束形成近于平行的照明光束投射到观察样品上。 在第二聚光镜的下端有径向插入的一可动光栏，光栏是由金属钼片制成，上面有直径大小不同的小孔，可通过选择孔径的大小改变照明孔径角，达到改变观察图像的分辨率和衬度的作用。 二、成像与放大系统 1、功能：形成样品的内部结构图像，并进行连续放大，最终投射到观察荧光屏上。 2、组成：本系统主要是由样品室、物镜、中间镜和投影镜构成；另外还有固定光栏和物镜可动光栏。 样品室：它是盛放观察样品的地方。在不破坏镜筒内真空的情况下，用样品架来送入观察样品或更换样品。在透射电镜中,样品室有两种即:顶插式和侧插式。前者分辨率高,放大倍率也高，但操作麻烦。所以，一般都配装后者－－侧插式。 物镜：物镜也是电磁透镜，它是一个强励磁、短焦距、高放大倍率的透镜，在它的焦平面上形成第一幅观察样品的图像。所以它的质量的优劣，就直接决定着透射电镜的性能。因此，生产厂家对物镜的加工精度及技术参数都有严格的要求。 物镜是一个双（上、下）极靴的电磁透镜。 中间镜：透射电镜有两级中间镜，它也是电磁透镜。它的作用是对物镜形成的第一幅样品图象进行连续的继续放大。它是一个可以改变放大倍数的弱透镜。通过改变它的励磁电流来控制图像最终的放大倍数。 投影镜：投影镜也有两级，它是高放大倍率的电磁透镜，其放大倍数也可以改变。它的作用是对图像继续放大，并将图像投射到观察荧光屏上。 在观察过程中操作者可以通过改变中间镜和投影镜的励磁电流来改变观察图像的放大倍数。透射电镜的最终放大倍数等于物镜、中间镜和投影镜放大倍数的乘积。 固定光栏：主要挡掉那些杂散照明电子。 可动光栏：通过选择它的孔径大小，可以改变图像的衬度和焦点深度。 透射电 镜的照明系统 和成像放大系 统又常称为 电子光学部分 （或叫镜筒部 分），结构原 理如右图。 三、观察和记录系统 1、功能：观察和聚焦图像，寻找目的视野，调节图像的参数，对理想的图像进行拍照记录。 2、组成：由观察荧光屏、聚焦立体放大镜、照像室（内装有接收已感光底片和向光路内传送准备照像底片的底片盒，及底片盒运行轨道）。 在进行图像观察时，通过观察窗边观察荧光屏上的图像，可调节控制旋钮调节图像的各项参数（如放大倍数、聚焦、图像的衬度、图像的移动等等），然后进行照相操作。 通过调节当观察的图像各项指标都达到要求时，只要拉开照相转换扳手，观察荧光屏就抬起，图像就投射到底片上使之感光。 由于现代的电子显微镜多个系统都是由计算机控制和记录数字，所以在感光底片上除了准确的记录下图像，还在底片上记录有拍照的各种条件，如：胶片的编号、所选用的工作加速电压、放大倍数和微标等参数。 四、真空系统 1、功能：保证镜筒内始终处于高真空，使照明电子束不发生运动轨迹的改