光学显微镜和电子显 微镜的观察范围是什么

光学显微镜和电子显微镜的观察范围是什么

        光学显微镜的组成和结构光学显微镜一般由载物台、聚光照明系统、物镜、目镜和调焦机构组成。载物台用于放置要观察的对象。调焦旋钮可驱动调焦机构使粗调和微调的载物台上下移动，使被观察物聚焦清晰成像。
        它的上层可以在水平面内精 确移动和旋转，观察部分一般调整到视野的中心。聚光照明系统由光源和聚光器组成。聚光镜的作用是将更多的光能集中在被观察部位。照明灯的光谱特性必须与显微镜接收器的工作波段相适应。
        物镜位于被观察物体附近，是达到上等放大倍率的透镜。多个不同倍率的物镜同时安装在物镜转换器上。通过旋转转换器，不同倍率的物镜可以进入工作光路。物镜放大倍数通常为5～100倍。物镜是显微镜中的一个光学元件，对图像的质量起着决定性的作用。
        常用的是消色差物镜，可以对两种颜色的光进行色差校正；更高质量的复消色差物镜可以校正三种颜色的色差；可以保证物镜整个像面平坦，提高像场边缘像质的平面像场物镜。在高倍物镜中，常使用液浸物镜，即在物镜下表面和试样上表面之间填充折射率为1的物镜。
        液体5左右，可显着提高显微观察的分辨率。目镜是位于人眼附近以达到二级放大倍率的透镜，透镜的放大倍数通常为5～20倍。根据能看到的视场大小，目镜可分为视场较小的普通目镜和视场较大的大视场目镜（或广角目镜）。
        载物台和物镜都必须能够沿物镜光轴相对移动，以实现调焦并获得清晰的图像。使用高倍物镜工作时，允许的聚焦范围往往小于微米，因此显微镜必须具有极其精  确的精细聚焦机制。显微镜放大倍数的极限是有效放大倍数。显微镜的分辨率是指显微镜可以清楚地区分的两个物点之间的*小距离。
        分辨率和放大率是两个不同但相关的概念。当所选物镜的数值孔径不够大，即分辨率不够高时，即使此时放大倍率过大，显微镜也无法分辨物体的精细结构放大倍数只能是轮廓大而细节不清的图像，称为无效放大倍数。
        反之，如果分辨率达到要求，放大倍数不足，显微镜有分辨能力，但图像太小，人眼看不清。因此，为了充分发挥显微镜的分辨能力，数值孔径应与显微镜的总放大倍数合理匹配。聚光照明系统对显微镜的成像性能影响很大，但也是一个容易被用户忽略的环节。
        它的作用是为物体表面提供充足和均匀的照明。聚光器发出的光束应能充满物镜的孔径角，否则物镜所能达到的*高分辨率不能得到充分利用。为此，聚光镜上装有一个类似于摄影物镜的可变孔径光阑，可以调节孔径大小，用于调节照明光束的孔径以匹配物镜的孔径角。
        通过改变照明方式，可以获得亮背景上暗物点（称为明场照明）或暗背景上亮物点（称为暗场照明）等不同的观察方式，以便在不同情况下更好发现并观察精细结构。电子显微镜是根据电子光学原理，利用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜，从而可以在很高的放大倍数下对物质的精细结构进行成像的一种仪器。
        电子显微镜的分辨能力用它所能分辨的两个相邻点之间的*小距离来表示。 1970年代，透射电子显微镜的分辨率约为0.3纳米（人眼的分辨率约为0.1毫米）。目前电子显微镜的*大放大倍数在300万倍以上，而光学显微镜的*大放大倍数在2000倍左右，因此可以直接观察到一些重金属的原子和晶体中排列整齐的原子晶格。通过电子显微镜。
         1931年，德国Knorr和Ruska用冷阴极放电电子源和三个电子透镜改进了高压示波器，得到了十倍放大图像，证实了电子显微镜的放大倍率。可能性。 1932年，经过鲁斯卡的改进，电子显微镜的分辨率达到了50纳米，是当时光学显微镜分辨率的十倍左右，因此电子显微镜开始受到人们的重视。
         1940年代，美国希尔用色散器补偿电子透镜的旋转不对称性，使电子显微镜的分辨率有了新的突破，逐渐达到现代水平。平坦的。我国1958年研制成功分辨率为3纳米的透射电子显微镜，1979年制成分辨率为0。
        大型 3nm 电子显微镜。虽然电子显微镜的分辨能力远好于光学显微镜，但电子显微镜需要在真空条件下工作，因此很难观察生物体，而且电子束的照射也会对生物样品造成损伤。其他问题，如电子枪亮度的提高、电子透镜的质量等，也有待进一步研究。
        分辨力是电子显微镜的一个重要指标，它与穿过样品的电子束的入射锥角和波长有关。可见光的波长约为300～700纳米，电子束的波长与加速电压有关。当加速电压为 50-100 kV 时，电子束的波长近似为零。
         0053～0.0037纳米。由于电子束的波长远小于可见光的波长，即使电子束的锥角只有光学显微镜的1%，但电子显微镜的分辨能力仍远优于光学显微镜。光学显微镜。电子显微镜由镜筒、真空系统和电源柜三部分组成。
        镜筒主要由电子枪、电子透镜、样品架、荧光屏和摄像机构组成。这些零件通常从上到下组装成一个圆柱体；真空系统由机械真空泵、扩散泵、真空阀组成。通过抽气管与镜筒连接；电源柜由高压发生器、励磁稳流器和各种调节控制单元组成。
        电子透镜是电子显微镜镜筒中*重要的部分。它利用与桶轴对称的空间电场或磁场，使电子轨迹向轴弯曲，形成焦点。其功能类似于玻璃凸透镜使光束聚焦，故称为电子透镜。大多数现代电子显微镜都使用电磁透镜，电子被非常稳定的直流激励电流通过带极靴的线圈产生的强磁场聚焦。
        电子枪是由钨丝热阴极、栅极和阴极组成的部件。它能以均匀的速度发射并形成电子束，因此加速电压的稳定性不低于万分之一。电子显微镜按其结构和用途可分为透射电子显微镜、扫描电子显微镜、反射电子显微镜和发射电子显微镜。
        透射电子显微镜常用于观察普通显微镜无法分辨的精细材料结构；扫描电子显微镜主要用于观察固体表面形貌也可与X射线衍射仪或电子能谱仪结合形成电子微探针，用于材料成分分析；发射电子显微镜用于研究自发射电子表面。
        投影电子显微镜因电子束穿透样品，然后利用电子透镜成像放大而得名。它的光路类似于光学显微镜。在这种类型的电子显微镜中，图像细节的对比度是由样品原子对电子束的散射形成的。样品较薄或密度较低的部分电子束散射较少，使更多的电子通过物镜参与成像，在图像中显得更亮。
        相反，样本中较厚或较密的部分在图像中显得较暗。如果样品太厚或太密，图像的对比度就会变差，甚至会因为吸收电子束的能量而损坏或毁坏。透射电子显微镜镜筒的顶部是电子枪。电子从钨热阴极发射并穿过**和第  二聚光透镜以聚焦电子束。
        电子束穿过样品后，由物镜在中间镜上成像，然后通过中间镜和投影镜逐级放大，在荧光屏或光干燥板上成像.中间镜主要调节励磁电流，放大倍数可以从几十倍到几十万倍连续变化；通过改变中间镜的焦距，可以得到同一样品微小部位的电子显微镜图像和电子衍射图像。
        为了能够研究较厚的金属切片样品，法国杜洛斯电子光学实验室开发了加速电压为3500 kV的超高压电子显微镜。扫描电子显微镜的电子束不穿过样品，只扫描激发样品表面的二次电子。放置在样品旁边的闪烁晶体接收这些二次电子，放大后调制显像管电子束的强度，从而改变显像管荧光屏上的亮度。
        显像管的偏转线圈与样品表面的电子束同步扫描，使显像管的荧光屏显示样品表面的形貌图像，类似于工业电视的工作原理.扫描电子显微镜的分辨率主要由样品表面电子束的直径决定。
        放大倍数是显像管上的扫描幅度与样品上的扫描幅度之比，可以从几十倍到几十万倍连续变化。扫描电子显微镜不需要很薄的样品；图像具有很强的立体感；它可以通过电子束与物质的相互作用产生二次电子、吸收电子、X射线等物质成分的信息分析。
        扫描电子显微镜的电子枪和聚光镜与透射电子显微镜的电子枪和聚光镜大致相同，但为了使电子束更细，在聚光镜下增加了物镜和像散，两套垂直于彼此安装在扫描线圈的物镜内。物镜下的样品室装有可移动、旋转和倾斜的样品台。