一、透射电子显微镜的成像原理可分为三种情况:
1、吸收像:当电子射到质量、密度大的样品时,主要的成相作用是散射作用。样品上质量厚度大的地方对电子的散射角大,通过的电子较少,像的亮度较暗。早期的透射电子显微镜都是基于这种原理。
2、衍射像:电子束被样品衍射后,样品不同位置的衍射波振幅分布对应于样品中晶体各部分不同的衍射能力,当出现晶体缺陷时,缺陷部分的衍射能力与完整区域不同,从而使衍射波的振幅分布不均匀,反映出晶体缺陷的分布。
3、相位像:当样品薄至100Å以下时,电子可以穿过样品,波的振幅变化可以忽略,成像来自于相位的变化。
二、扫描电子显微镜成像原理
扫描电子显微镜通过用聚焦电子束扫描样品的表面来产生样品表面的图像。
电子与样品中的原子相互作用,产生包含关于样品的表面测绘学形貌和组成的信息的各种信号。电子束通常以光栅扫描图案扫描,并且光束的位置与检测到的信号组合以产生图像。
扫描电子显微镜可以实现分辨率优于1纳米。样品可以在高真空,低真空,湿条件(用环境扫描电子显微镜)以及宽范围的低温或高温下观察到。
最常见的扫描电子显微镜模式是检测由电子束激发的原子发射的二次电子。可以检测的二次电子的数量,取决于样品测绘学形貌,以及取决于其他因素。
通过扫描样品并使用特殊检测器收集被发射的二次电子,创建了显示表面的形貌的图像。它还可能产生样品表面的高分辨率图像,且图像呈三维,鉴定样品的表面结构。
扩展资料:
在使用透视电子显微镜观察生物样品前样品必须被预先处理。随不同研究要求的需要科学家使用不同的处理方法。
1、固定:为了尽量保存样本的原样使用戊二醛来硬化样本和使用锇酸来染色脂肪。
2、冷固定:将样本放在液态的乙烷中速冻,这样水不会结晶,而形成非晶体的冰。这样保存的样品损坏比较小,但图像的对比度非常低。
3、脱干:使用乙醇和丙酮来取代水。
4、垫入:样本被垫入后可以分割。
5、分割:将样本使用金刚石刃切成薄片。
6、染色:重的原子如铅或铀比轻的原子散射电子的能力高,因此可被用来提高对比度。
一、透射电子显微镜的成像原理可分为三种情况:
1、吸收像:当电子射到质量、密度大的样品时,主要的成相作用是散射作用。样品上质量厚度大的地方对电子的散射角大,通过的电子较少,像的亮度较暗。早期的透射电子显微镜都是基于这种原理。
2、衍射像:电子束被样品衍射后,样品不同位置的衍射波振幅分布对应于样品中晶体各部分不同的衍射能力,当出现晶体缺陷时,缺陷部分的衍射能力与完整区域不同,从而使衍射波的振幅分布不均匀,反映出晶体缺陷的分布。
3、相位像:当样品薄至100Å以下时,电子可以穿过样品,波的振幅变化可以忽略,成像来自于相位的变化。
二、扫描电子显微镜成像原理
扫描电子显微镜通过用聚焦电子束扫描样品的表面来产生样品表面的图像。
电子与样品中的原子相互作用,产生包含关于样品的表面测绘学形貌和组成的信息的各种信号。电子束通常以光栅扫描图案扫描,并且光束的位置与检测到的信号组合以产生图像。
扫描电子显微镜可以实现分辨率优于1纳米。样品可以在高真空,低真空,湿条件(用环境扫描电子显微镜)以及宽范围的低温或高温下观察到。
最常见的扫描电子显微镜模式是检测由电子束激发的原子发射的二次电子。可以检测的二次电子的数量,取决于样品测绘学形貌,以及取决于其他因素。
通过扫描样品并使用特殊检测器收集被发射的二次电子,创建了显示表面的形貌的图像。它还可能产生样品表面的高分辨率图像,且图像呈三维,鉴定样品的表面结构。
扫描电镜从原理上讲就是利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描,激发出各种物理信息。通过对这些信息的接受、放大和显示成像,获得测试试样表面形貌的观察。
顾名思义,所谓电子显微镜是以电子束为照明光源的显微镜。由于电子束在外部磁场或电场的作用下可以发生弯曲,形成类似于可见光通过玻璃时的折射现象,所以我们就可以利用这一物理效应制造出电子束的“透镜”,从而开发出电子显微镜。而作为透射电子显微镜(TEM)其特点在于我们是利用透过样品的电子束来成像,这一点有别于扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)。由于电子波的波长大大小于可见光的波长(100kV的电子波的波长为0.0037nm,而紫光的波长为400nm),根据光学理论,我们可以预期电子显微镜的分辨本领应大大优于光学显微镜。事实上,现代电子显微镜的分辨本领已经可达0.1nm。
冷冻电子显微镜(Cryo-EM)是一种强大的工具,它利用电子束取代光线,能够以极高的分辨率观察生物分子的结构。要了解Cryo-EM的原理及其工作机制,需要从以下几个方面进行探究。
冷冻电子显微镜的原理建立在电子穿透像原理的基础上。简单地说,样品被冷冻并快速固化,然后利用电子束穿过样品,测量电子束通过样品后的衰减程度,最后通过图像处理方法进行重建,得到样品的结构信息。
在Cryo-EM中,电子束需要穿过冷冻的生物样品。样品通常以薄膜形式存在,这样电子可以更容易地穿过。当电子束与样品交互时,会发生散射、吸收等现象,这些现象包含了样品结构信息的特征。
通过电子透镜将与样品交互后的电子束成像,然后得到一系列的投影图像。这些投影图像经过图像处理方法,例如单粒子重建技术,最终可以得到高分辨率的三维结构信息。
冷冻电子显微镜在应用中常面临样品制备、辐射损伤等挑战,为了克服这些挑战,科研人员进行了大量工作。例如,在样品制备方面,引入了多种新型冷冻技术,以避免样品结晶过程中产生的伪装或损伤。
总的来说,冷冻电子显微镜凭借其出色的分辨率和成像能力成为了生物学和生物化学领域不可或缺的工具,通过透过电子的方式解析生物分子的结构,为科学家提供了前所未有的突破。希望通过本文的介绍,您可以更深入地了解冷冻电子显微镜的原理与工作机制。
感谢您阅读本文,希望本文能够为您对冷冻电子显微镜的理解提供帮助。
原理:从电子枪阴极打出直径为20~30um的电子束,受到阴阳极之间加速电压的作用射向镜筒,经过聚光镜及物镜的汇聚作用,缩小成约几纳米的电子探针。
在物镜上部的扫面线圈的作用下,电子探针在样品表面做光栅状扫描并激发出多种电子信号。
这些电子信号被相应的检测器检测,经过放大、转换变成电压信号,最后被送到显像管的栅极上并调制显像管的亮度。
显像管中的电子束在荧光屏上也做光栅状扫描,并且这种扫描运动与样品表面的电子束的扫描动作严格同步,这样就获得衬度与所接收信号强度相对应的扫描电子像。--------光栅扫描,逐点成像。
电子显微镜的据交是利用电子线圈,将被测信号加在线圈上即可以放大成象
需要看题主关注的是扫描电镜还是透射电镜,真正使用电磁透镜及电子束来模仿光学显微镜光路的是透射电镜(TEM),而这仅仅是电子显微技术的一种。扫描电镜(SEM)及扫描透射电镜(STEM)则是通过聚焦电子束在观察区域进行逐点扫描,再使用探头接收电子束在扫过的每个点的样品表面激发的二次电子(扫描电镜)或电子束穿透样品之后形成的背散射电子(扫描透射电镜)的信号来获得样品图像的。
光学显微镜放大的倍数较电子显微镜小,光学显微镜只能观察显微结构,如细胞、叶绿体等,而电子显微镜能够观察亚显微结构,即可以看见细胞器的结构以及病毒、细菌等电子显微镜是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上,电子与样品中的原子碰撞而改变方向,从而产生立体角散射。
散射角的大小与样品的密度、厚度相关,因此可以形成明暗不同的影像,影像将在放大、聚焦后在成像器件(如荧光屏、胶片、以及感光耦合组件)上显示出来。
由于电子的德布罗意波长非常短,透射电子显微镜的分辨率比光学显微镜高的很多,可以达到0.1~0.2nm,放大倍数为几万~百万倍。
因此,使用透射电子显微镜可以用于观察样品的精细结构,甚至可以用于观察仅仅一列原子的结构,比光学显微镜所能够观察到的最小的结构小数万倍。
TEM在中和物理学和生物学相关的许多科学领域都是重要的分析方法,如癌症研究、病毒学、材料科学、以及纳米技术、半导体研究等等。深圳博视达光学仪器
工具显微镜又称工具制造用显微镜,是一种工具制造时所用高精度的二次元坐标测量仪。它是利用光学原理将工件成像经物镜投射至目镜,即借着光线将工件放大成虚像,再利用装物台与目镜网线 (eyepiece reticle) 等辅助,以作为尺寸、角度和形状等测量工作,可作为检验非金属光泽的工件表面。
此种仪器在立柱上装有一显微镜,放大倍率从10倍至100倍间等数种倍率,工具显微镜的测量系统光源 ( 灯炮 ) 通电后,光线依次经过二个透镜滤热镜 ( 片 )、镜径薄膜、透镜、反射镜、装物台、物镜、反射镜、目镜等,工件与物镜间的距离,随着放大倍率和工件厚薄,可利用对焦旋钮调至理想位置。
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