2.2电磁透镜的原理
电子透镜:是电子显微镜镜筒中最重要的部件,它用一个对称于镜筒轴线的空间电场或磁场使电子轨迹向轴线弯曲形成聚焦,其作用与玻璃凸透镜使光束聚焦的作用相似,所以称为电子透镜。现代电子显微镜大多采用电磁透镜,由很稳定的直流励磁电流通过带极靴的线圈产生的强磁场使电子聚焦。
电子通过一个磁场发生下列效应:
当电子运动方向与磁场方向相同时,电子所受的力为零。
当电子运动方向与磁场方向垂直时,电子将受到力的作用并沿圆周运动。
当电子向一均匀磁场倾斜发射时,电子呈螺旋轨道运动,并且从一点发出的电子会在磁场的另一侧聚焦于另一点,该效应与光学凸透镜相似(但有明显不同,平行光线经过磁场不会聚焦)。
磁透镜种类:多层线圈、软铁包住的线圈、带极靴的线圈。
2.3电磁透镜的像差
像差概念:像与物的差异
两类:像差,成像过程中引起
衍射像差,所用电磁波引起
磁透镜理想成像条件
(1)电子轨迹旁轴:离轴距离很近,斜率很小,电子速度(波长)相同
(2) 磁场分布轴对称
2.4电子束与样品的相互作用
入射电子
透射电子:方向、能量都不变
弹性散射电子 (成像电子):方向改变,能量不变
非弹性散射电子 :方向改变,能量减少
吸收电子
2.5反差形成
光学显微镜中图象的对比度(反差)决定于样品上各部位对光的不同吸收。
电镜中图象反差的形成却主要靠样品对电子束的散射及其相互间的干涉。
通常可以把图象反差分成散射吸收反差,衍射反差和相位反差等。
固体样品能使入射电子通过时,产生弹性散射和非弹性散射。其中弹性散射电子的强度正比于样品各部分的质量厚度之积。质量厚度越大,大角度散射的电子数越多。
在物镜下方设置一个带孔的圆片(即物镜光阑),就可以用来拦掉部分大角度的散射电子。这样,样品中较致密和较厚的部分被拦掉的电子数较多,对应于图象上的暗区,反之为亮区。这种反差称散射吸收反差,可以提供样品形态方面的信息。
图象反差的形成
A原子序数 > B原子序数
A电子散射量 > B电子散射量
在物镜后加一光栏
A处成像电子< B处成像电子
(暗) (亮)
携带信息者: 散射电子
电子染色:C, H, O, N
重金属:铅盐(Pb,82)蛋白质,糖元
铀盐(U,92) 大多数细胞成分均可
四氧化锇(Os,76)蛋白质,脂类
都能与一定的细胞结构结合,复染
2.6提高散射反差的方法
缩小孔径角(缩小物镜光栏)
增大样品的质量厚度
降低加速电压

