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透射电镜结构及特点

  透射电镜由电子光学系统、电源与控制系统及真空系统三部分组成。电子光学系统通常称镜筒,是透射电镜的核心。它分为三部分,即照明系统、成像系统和观察记录系统。

透射电镜的结构

  一、照明系统

  透射电镜照明系统主要由电子枪、聚光镜、电子束平移和倾斜装置组成。其作用是提供一束亮度高、照明孔径角小、平行度好、束流稳定的照明源。为满足明场和暗场成像要求,照明束可在2~3º范围内倾斜。

  1、电子枪

  透射电镜电子枪是发射电子的照明光源,它实际上是一个由阴极、栅极和阳极组成的静电透镜。电子枪的阳极接地,阴极加上了负高压(-50~200kv),栅极加上比阴极负几百至几千伏的偏压。电子枪为一个自偏压回路,起限制和稳定束流的作用。

透射电镜的结构.jpg

  2、聚光镜

  透射电镜聚光镜用来会聚电子枪射出的电子束,减小样品被照射面积,调节照明强度、孔径角和光斑大小。现在高性能的电子显微镜一般都采用双聚光镜系统。diyi聚光镜是强激磁、短焦距的透镜,可将电子枪光斑缩小10~50倍;而第二聚光镜是弱激磁、长焦距透镜,适焦时放大倍数为2倍左右。如果电子枪diyi交叉点的光斑直径为50μm,在样品平面上可获得2~10μm的照明电子束斑。双聚光镜系统还使得在第二聚光镜与物镜之间有足够的空间来安放样品台和其它附件。

  二、成像系统

  透射电镜成像系统主要由物镜、中间镜和投影镜组成。

  1、物镜

  物镜是Z关键的透镜,用来形成样品的diyi次放大象。物镜是一个强激磁、短焦距(f=1~3mm)的物镜,放大倍数较高,一般为100~300倍。

  透射电镜分辨率的高低主要取决于物镜的质量。物镜的分辨率主要取决于极靴的形状和加工精度。一般来说,极靴的内孔和上下极靴之间的距离越小,物镜的分辨率越高。目前高质量的物镜分辨率可达0.1nm。

  2、中间镜

  透射电镜中间镜是一个弱激磁、长焦距的变倍透镜。中间镜的作用有2个:

  ①调节放大倍数:

  电子显微镜的总放大倍数是各级透镜放大倍数的乘积,在透射电镜操作过程中,通过改变中间镜的放大倍数(0~20倍)可以在相当大的范围内(如2000~200000倍)改变透射电镜的总放大倍数。

  ②选择透射电镜中的成像操作和电子衍射操作:

  如果中间镜的物平面和物镜的象平面重合,则在荧光屏上得到一张清晰的放大象,这就是电子显微镜的成像操作;如果中间镜的物平面和物镜的后焦面重合,则在荧光屏上得到的是一幅电子衍射花样,这就是透射电镜中的电子衍射操作。成像操作和电子衍射操作的转换,是在固定中间镜的象距L2不变的情况下,通过改变中间镜的激磁电流而改变焦距f来实现的。

  3、投影镜

  投影镜的作用是把经中间镜放大(或缩小)的象(或电子衍射花样)进一步放大,并投影到荧光屏上。它是一个短焦距的强激磁透镜,它的景深和焦长都非常大。

  三、观察和记录系统

  观察和记录系统包括荧光屏和照相装置,在荧光屏下面有一个可以自动换片的照相暗盒。照相时只要将荧光屏垂直竖起,电子束即可使照相底片曝光。由于透射电镜的焦长很大,虽然荧光屏和底片之间有数十厘米的间距,当荧光屏上观察到的图象聚焦清楚时,仍能保证底片上的图象清晰。

  电子显微镜工作时,整个电子通道都必须处于真空中。新式的电子显微镜中电子枪、镜筒和照相室之间都装有气阀,各部分都可单独抽真空,因此在更换灯丝、清洗镜筒和更换底片时,并不破坏其它部分的真空状态。

  电源和控制系统主要包括三部分:灯丝电源和高压电源,使电子枪产生稳定的高能照明电子束;各电磁透镜的稳压稳流电源,使各电磁透镜具有高的稳定度;电气控制电路,用来控制真空系统、电气合轴、自动聚焦、自动照相等。

透射电镜.jpg

透射电镜的特点

  1、由于样品制备技术的限制,对大多数生物样品来说,一般只能达到2nm的分辨率。

  2、透射电镜图像的分辨能力不仅取决于透射电镜本身的分辨率,而且取决于样品结构的反差。

  3、透射电镜所用的光源是电子波,波长在非可见光范围内无颜色反应,所形成的图像是黑白图像,要求图像必须具有一定的反差。

  4、生物体组织和细胞成分主要有C\H\O\N等轻元素组成,它们的原子序数较低,电子散射能力弱,相互之间的差别又很小,透射电镜下的图像反差一般较低。

  5、由于电子束的穿透能力较弱,样品必须制成超薄切片。

  6、观察面小,载网直接能够为3mm,超薄切片范围为0.3-0.8mm。

  7、电子束的强烈照射,易损伤样品,发生变形、升华等,甚至被击穿破裂,可能使观察结构产生假象。

  8、观察时透射电镜镜筒必须保持真空,为了保证样品在真空下不损伤,对样品要求应无水分。因此,不能观察活体的生物样本。

  9、生物制样复杂,在步骤繁多的制样过程中,样品容易产生收缩、膨胀、破碎以及内含物丢失丢失等结构改变。


2005-03-18 浏览次数:8686次
本文来源:https://www.yiqi.com/daogou/detail_2763.html
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  • 透射电镜基本结构
    1932年Ruska发明了以电子束为光源的透射电镜,电子束的波长要比可见光和紫外光短得多,并且电子束的波长与发射电子束的电压平方根成反比,也就是说电压越高波长越短。目前透射电镜的分辨力可达0.2nm。

    03-18

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