射线衍射仪 电子探针仪 扫描电镜 X射线 次电子 韧致辐射 入射电子背散射电子 阴极荧光 吸收电子 俄歇电 子 试样 透射电子 行射电子 俄歇电镜 透射电子显微镜(电子衍射仪 电子与物质相互作用产生的信息及相应仪器
1 X射线衍射仪 电子探针仪 扫描电镜 X 射 线 二次电子 韧致辐射 入射电子 背散射电子 阴极荧光 吸收电子 俄歇电子 试 样 透射电子 衍射电子 俄歇电镜 透射电子显微镜 电子衍射仪 电子与物质相互作用产生的信息及相应仪器
第9章高分子材料的透射电子显微术 透射电子显微术在高分子研究中有着重要的应用。它可 用来观察高分子晶体的形貌和结晶结构,研究高分子材料的 网络,测定高分子的分子量分布和多孔高分子薄膜的微孔大 小与分布,还可用来使高分子晶体的晶格甚至高分子本身直 接成像。透射电子显微术在高分子科学的发展中取得突出成 果的例子是1957年首次拍摄到了聚乙烯单晶体的电子显微像 和电子衍射花样。在这以前关于结晶高分子材料的聚集态结 构一直沿用“缨状胶束模型
2 第9章 高分子材料的透射电子显微术 透射电子显微术在高分子研究中有着重要的应用。它可 用来观察高分子晶体的形貌和结晶结构，研究高分子材料的 网络，测定高分子的分子量分布和多孔高分子薄膜的微孔大 小与分布，还可用来使高分子晶体的晶格甚至高分子本身直 接成像。透射电子显微术在高分子科学的发展中取得突出成 果的例子是1957年首次拍摄到了聚乙烯单晶体的电子显微像 和电子衍射花样。在这以前关于结晶高分子材料的聚集态结 构一直沿用“缨状胶束模型
9.1光学和电子光学基础 透射电子显微镜的成像与透射光学显微镜的成像十分相 似,最主要的区别是在电子显微镜中以电子束代替可见光, 以电磁透镜代替光学透镜。 球心 911光学凸透镜的聚焦与放大作用 在光学显微镜中起聚焦作用和放大成 主平面 像的主要元件是凸透镜。它的几何形状是 由两个球冠在底面处重叠而成(图9-1)。该 圆形底面的中心c称为透镜中心。如果球 球心 冠的高比球面的半径小得多,这种透镜就 轴主轴 称为薄透镜。 191北学凸透镜3
3 9.1 光学和电子光学基础 ❖ 9.1.1 光学凸透镜的聚焦与放大作用 透射电子显微镜的成像与透射光学显微镜的成像十分相 似，最主要的区别是在电子显微镜中以电子束代替可见光， 以电磁透镜代替光学透镜。 在光学显微镜中起聚焦作用和放大成 像的主要元件是凸透镜。它的几何形状是 由两个球冠在底面处重叠而成(图9-1)。该 圆形底面的中心c 称为透镜中心。如果球 冠的高比球面的半径小得多，这种透镜就 称为薄透镜
表1.4电子显微镜与光学显微镜的异同点 光学显微镜 电子显微镜 照射光光束 电子束 波长(mm 长:200~750 短:0.003-0.008 介质 空气 真空 透镜 光学透镜 电磁透镜 分辨力 0.2~0.pm 0.1nm 放大倍数 1,000 1,000,000 聚焦方式 机械聚焦 电聚焦 反衬度 吸收、反射散射、吸收、衍射、相位
4 光学显微镜 电子显微镜 照 射 光 光 束 电子束 波长(nm) 长：200~750 短：0.003~0.008 介 质 空 气 真 空 透 镜 光学透镜 电磁透镜 分 辨 力 0.2~0.1m 0.1nm 放大倍数 1,000 1,000,000 聚焦方式 机械聚焦 电聚焦 反 衬 度 吸收、反射 散射、吸收、衍射、相位 表1.4 电子显微镜与光学显微镜的异同点
9.1光学和电子光学基础 91.1光学凸透镜的聚焦与放大作用 通过透镜中心的各条直线叫做光轴。其中通过透镜球面 两球心的那条光轴称为主轴。余下的光轴都称为副轴。通过 透镜中心并与主轴垂直的平面叫做透镜主平面,它实际上就 是球冠的底面。下面仅用一段直线来表示图9-1所示的透镜。 这种透镜有下面一些特性: (1)通过透镜中心的所有光线都不发生折射。正因为具有 这一特性,才把这些方向称为光轴。 (2)平行于主轴的平行光束通过凸透镜后会聚在主轴上的 个点(图92(a)。凸透镜的这种作用称为聚焦,主轴上的这 个点称为透镜的焦点,或后焦点,记以F
5 9.1 光学和电子光学基础 ❖ 9.1.1 光学凸透镜的聚焦与放大作用 通过透镜中心的各条直线叫做光轴。其中通过透镜球面 两球心的那条光轴称为主轴。余下的光轴都称为副轴。通过 透镜中心并与主轴垂直的平面叫做透镜主平面，它实际上就 是球冠的底面。下面仅用一段直线来表示图9-1所示的透镜。 这种透镜有下面一些特性： (1) 通过透镜中心的所有光线都不发生折射。正因为具有 这一特性，才把这些方向称为光轴。 (2) 平行于主轴的平行光束通过凸透镜后会聚在主轴上的 一个点(图9-2(a))。凸透镜的这种作用称为聚焦，主轴上的这 个点称为透镜的焦点，或后焦点，记以F
9.1光学和电子光学基础 91.1光学凸透镜的聚焦与放大作用 透镜中心至焦点的距离称为焦距,用表示。 (3)主轴上某一点散射出来的光线通过透镜后成为一束平 行于主轴的平行光(图9-2(b) 萌焦面 该点称为前焦点。它到透镜中 心的距离也称为焦距。这种作 +平面 用实际上是一种逆聚焦。当凸 透镜两侧球面的曲率半径相同, 而且两侧的介质也相同时,透 丘焦面 镜两侧的焦距相等。 图9-2凸透镜的聚焦作用
6 9.1 光学和电子光学基础 ❖ 9.1.1 光学凸透镜的聚焦与放大作用 透镜中心至焦点的距离称为焦距，用f 表示。 该点称为前焦点。它到透镜中 心的距离也称为焦距。这种作 用实际上是一种逆聚焦。当凸 透镜两侧球面的曲率半径相同， 而且两侧的介质也相同时，透 镜两侧的焦距相等。 (3) 主轴上某一点散射出来的光线通过透镜后成为一束平 行于主轴的平行光(图9-2(b))
9.1光学和电子光学基础 91.1光学凸透镜的聚焦与放大作用 通过焦点并与主轴垂直的平面称为焦平面。包含前焦点的焦 平面称为前焦面,另一个则称为后焦面。 (4)一束平行于任一副轴的平行光通过透镜后也将会聚在 副轴与后焦面的交点上(图9-2(c) (5)在理想情况下,如果物平面到主平面的距离(即物距L1 大于凸透镜的焦距,则入射光被试样上任何一个物点(例如A) 散射以后的散射光经过透镜后,将会聚在像平面的相应的像 点(A)上(图9-3)。通过像点并与主轴垂直的平面称为像平面。 像平面与主平面间的距离称为像距,用L2表示
7 9.1 光学和电子光学基础 ❖ 9.1.1 光学凸透镜的聚焦与放大作用 通过焦点并与主轴垂直的平面称为焦平面。包含前焦点的焦 平面称为前焦面，另一个则称为后焦面。 (4) 一束平行于任一副轴的平行光通过透镜后也将会聚在 副轴与后焦面的交点上(图9-2(c))。 (5) 在理想情况下，如果物平面到主平面的距离(即物距L1 ) 大于凸透镜的焦距，则入射光被试样上任何一个物点(例如A) 散射以后的散射光经过透镜后，将会聚在像平面的相应的像 点(A)上(图9-3)。 通过像点并与主轴垂直的平面称为像平面。 像平面与主平面间的距离称为像距，用L2表示
9.1光学和电子光学基础 91.1光学凸透镜的聚焦与放大作用 图93a)中像点A的位置可以根据上述列举的凸透镜特性 1,2,3找到。 在理想情况下,根据其 像平面 物平面 中任意二条特殊的光线 前焦面 主平面 就可以由物点找到对应 的像点。这里所讨论的 后焦面 主平面 成像都是以光的折射规 律为基础的。 仰平面 (b) 8 图9-3凸透镜的放大成像
8 9.1 光学和电子光学基础 ❖ 9.1.1 光学凸透镜的聚焦与放大作用 图9-3(a)中像点A的位置可以根据上述列举的凸透镜特性 1，2，3找到。 在理想情况下，根据其 中任意二条特殊的光线 就可以由物点找到对应 的像点。这里所讨论的 成像都是以光的折射规 律为基础的
9.1光学和电子光学基础 91.1光学凸透镜的聚焦与放大作用 (6)薄透镜成像时,物距、焦距和像距三者之间遵循以下 的定量关系: 物距L恒为正,而像距L2则可正可负。当L2>0时,表 示在透镜的另一侧呈现倒立的实像。L2<0时,表示在透镜 的另一侧得不到物体的实像,只能从另一侧并面向透镜时, 看到一个正立的放大像(图9-3(b)这个像与平面镜成像相 似,并不是由物体上各点散射出的光线实际会聚而成的,所 以是虚像
9 9.1 光学和电子光学基础 ❖ 9.1.1 光学凸透镜的聚焦与放大作用 (6) 薄透镜成像时，物距、焦距和像距三者之间遵循以下 的定量关系： L L f 1 1 1 1 2 + = 物距L1恒为正，而像距L2则可正可负。当L2＞0时，表 示在透镜的另一侧呈现倒立的实像。L2＜0时，表示在透镜 的另一侧得不到物体的实像，只能从另一侧并面向透镜时， 看到一个正立的放大像(图9-3(b))。这个像与平面镜成像相 似，并不是由物体上各点散射出的光线实际会聚而成的，所 以是虚像
9.1光学和电子光学基础 91.1光学凸透镜的聚焦与放大作用 (⑦)通常把像和物的长度比称为透镜像的放大倍数。它在数 值上正好等于像距和物距之比。 A'B L M=AB 当2f>L1>时,可知像距L2>2f,因此M>1,说明像是 放大的;当物距L1>2f时,解出2f>L2>f,因此M<1,说 明像是缩小的。 10
10 9.1 光学和电子光学基础 ❖ 9.1.1 光学凸透镜的聚焦与放大作用 (7) 通常把像和物的长度比称为透镜像的放大倍数。它在数 值上正好等于像距和物距之比。 1 2 L L AB A B M = = 当2f >L1> f时，可知像距L2＞2f，因此M＞1，说明像是 放大的；当物距L1＞2f 时，解出 2f＞L2＞f，因此M＜1，说 明像是缩小的