什么是一个电子显微镜？(an electron microscope?)

电子显微镜是一种使用电子而不是光子--就像传统的光显微镜那样--进行成像的显微镜。因为电子的波长比光子小得多，所以它们能提供更大的放大率。电子是围绕原子核运行并携带电荷的微小 "卫星"--这些粒子非常小，在物理学中它们通常被建模为点。然而光波要大得多，例如，绿色的波长约为500纳米。...

电子显微镜是一种使用电子而不是光子--就像传统的光显微镜那样--进行成像的显微镜。因为电子的波长比光子小得多，所以它们能提供更大的放大率。电子是围绕原子核运行并携带电荷的微小 "卫星"--这些粒子非常小，在物理学中它们通常被建模为点。然而光波要大得多，例如，绿色的波长约为500纳米。

最好的光学显微镜只能提供约2000倍的样品放大率，而一些电子显微镜可以将样品放大5000万倍；相比之下，200万倍更为典型。这样算下来，分辨率极限约为0.1纳米，可以观察到表面上的单个原子。这种显微镜发明于1931年，当时第一个工作原型是由恩斯特-罗斯卡和马克斯-诺尔制造的。罗斯卡最终因其成就被授予诺贝尔物理奖（1986）。

这种显微镜有四种类型，前两种是最常见的：透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、反射电子显微镜（REM）和扫描传输电子显微镜（STEM）。

TEM是最初发明的电子显微镜。使用对电子半透明的样品，电子束直接射入样品。另一侧的接收器测量每个单独点的电子密度，并将其汇编成灰度图像。这就是样品的图像。

SEM的分辨率比TEM低一些，但仍是最受欢迎的类型。正如其名称所暗示的那样，这种显微镜将电子束扫描到样品上。传感器不是分析原始光束以获取有关样品构成的信息，而是通过主光束的激发来收集样品表面释放的二次电子。这牺牲了一些分辨率来获得样品的三维图像。这是很值得的交易。

大多数扫描电子显微镜的购买和维护成本很高。它们需要一个稳定的高压电源、一个真空泵和冷却线圈。样品必须准备好，通常是在样品上涂上一层薄薄的导电材料，如金。

发表于 2022-02-09 11:40
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分类：科学

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