真空系统由机械泵、油扩散泵、真空管道、阀门、冷阱和储气罐等装置枃成。机械泵可从大气状态(1Pa)抽 到13210-5~10-6Pa;油扩散泵可从1.3210-6Pa抽到1.3210-7~10-9Pa:冷阱中加入液氮后还可以从 1.3210-9Pa抽到1.3210-10Pa。对于一般的电镜,真空度达到1.3210-9Pa便可安全使用。但对于高分辨 率的超高压电镜,真空度必需达到1.3210-12Pa才能安全使用,这就要求除上述抽真空装置外,还必须使用 离子泵和真空涡流泵等来大大提高真空度 高压 电子束 柵板 (2)供电及保护系统一般的电镜均拥有两个电源,一个是高电压低电流的高压电源,主要作用是产生高速 电子;另一个是低电压高电流的透镜电源,主要作用是控制高速电子束的运动轨迹。另外,为了保证电压和电 流的高度稳定,电镜还配备有高精度的稳压和稳流等保护与控制系统;而且一旦电镜的某一部分发生故 后,电镜的保护系统会让其自动紧急关机和断电,以免损伤电镜 (3)电子照明系统由电子枪和两级聚光镜组成,电子枪可产生高压电子束,在灯丝前还有一栅板,栅 板中央有一孔经可调的小孔,用来控制电子束流的粗细,以阻挡一些散射电子。极细的高压电子束还要经过两 级聚光镜进行会聚。第一聚光镜将电子束的直径缩小20~60倍,第二聚光镜再将电子束的直径扩大1~2 倍,以期得到极细而均匀的电子束流 4)成象系统成象系统包括样品室、成像和放大装置。样品室为放置样品的部位,样品放置在一金属 样品托中(可同时放置两个不同的样品),直接插入到样品室中。此外,还有一冷阱直接与样品室相连。冷阱由 一液氮罐和一金属导杆组成,金属导杆直接插入到样品室中。液氮罐中的液氮(-196℃)将低温经金属导杆直 传递到样品室中,低温金属导杆通过直接吸附样品室中的少量空气分子以提高真空度,而且样品室内温度的 降低还可防止电子的热漂移 成像和放大部分分别由物镜、中间镜I、中间镜II和投影镜四级电磁透镜组成,透过样品的电子经过物 镜后可被放大50倍,经中间镜I可被放大3倍,经中间镜I可被放大15倍,经投影镜可被放大200倍, 共计可被放大约500,000倍 (5)观察记录系统由观察室、放大镜和照相装置构成。观察室又包括荧光屏和铅玻璃窗。透过样品的 电子打到荧光屏上可显示出反映样品真实结构的图像。由于电子对人眼有害,故需要通过一个铅玻璃窗来观 察,为了观察得更加清晰,在观察室外还配有一放大镜。鉴于电子形成的荧光图像衰减速度很快,所以一旦观 察到理想的结构图像就需要尽快利用照相装置进行照相。值得注意的是,电镜照相与普通照相不同,图像的反 衬度最低时才是正聚焦,且底片还必须要经过预干燥处理。 2.透镜电镜的成像原理 透射电镜之所以能获得高分辨率的图像,主要是因为它解决了两个关键问题,一是用电子枪发射出了波长 极短的电子波,二是利用电磁透镜可控制电子的运动轨迹,即可对电子束进行聚焦、放大和成像。故透射电镜 的有效放大倍数可高达数百万倍 电子枪发射出的高速电子束在磁场中聚焦,从而被会聚到待观察的样品上:电子束在通过样品时会发生 散射,但由于样品不同部位的质量厚度不同,即物质的组成结构不同,电子束发生散射的程度就不同:透过样 品后的电子束撞击到荧光屏上,由电能转变成光能,形成了浓淡不同的图像。此图像各处浓淡的不同真实反映 了样品不同部位的物质结构,因而可用来分析和研究样品的超微结构。 由此可见,在透射电镜中,被观察粒子的大小一定要大于电子束的波长才能被分辨出来,否则,电子束 就会发生绕射,无法看到粒子。这也是电镜的分辨率由电子束波长所决定的原因之所在 光源4 真空系统由机械泵、油扩散泵、真空管道、阀门、冷阱和储气罐等装置构成。机械泵可从大气状态(1 Pa)抽 到 1.310-5~10-6Pa; 油扩散泵可从 1.310-6Pa 抽到 1.310-7 ~10-9Pa；冷阱中加入液氮后还可以从 1.310-9Pa 抽到 1.310-10Pa。对于一般的电镜，真空度达到 1.310-9Pa 便可安全使用。但对于高分辨 率的超高压电镜，真空度必需达到 1.310-12Pa 才能安全使用，这就要求除上述抽真空装置外, 还必须使用 离子泵和真空涡流泵等来大大提高真空度。 高压 V 高 压 电子束 灯丝 栅板 阳极 (2) 供电及保护系统 一般的电镜均拥有两个电源, 一个是高电压低电流的高压电源，主要作用是产生高速 电子；另一个是低电压高电流的透镜电源，主要作用是控制高速电子束的运动轨迹。另外, 为了保证电压和电 流的高度稳定, 电镜还配备有高精度的稳压和稳流等保护与控制系统; 而且一旦电镜的某一部分发生故障 后, 电镜的保护系统会让其自动紧急关机和断电, 以免损伤电镜。 (3) 电子照明系统 由电子枪和两级聚光镜组成, 电子枪可产生高压电子束，在灯丝前还有一栅板, 栅 板中央有一孔经可调的小孔，用来控制电子束流的粗细, 以阻挡一些散射电子。极细的高压电子束还要经过两 级聚光镜进行会聚。第一聚光镜将电子束的直径缩小 20~60 倍，第二聚光镜再将电子束的直径扩大 1~2 倍，以期得到极细而均匀的电子束流。 (4) 成象系统 成象系统包括样品室、成像和放大装置。样品室为放置样品的部位，样品放置在一金属 样品托中(可同时放置两个不同的样品)，直接插入到样品室中。此外，还有一冷阱直接与样品室相连。冷阱由 一液氮罐和一金属导杆组成，金属导杆直接插入到样品室中。液氮罐中的液氮(-196℃)将低温经金属导杆直 接传递到样品室中, 低温金属导杆通过直接吸附样品室中的少量空气分子以提高真空度，而且样品室内温度的 降低还可防止电子的热漂移。 成像和放大部分分别由物镜、中间镜 I、中间镜 II 和投影镜四级电磁透镜组成, 透过样品的电子经过物 镜后可被放大 50 倍，经中间镜 I 可被放大 3 倍, 经中间镜 II 可被放大 15 倍，经投影镜可被放大 200 倍， 共计可被放大约 500,000 倍。 (5) 观察记录系统 由观察室、放大镜和照相装置构成。观察室又包括荧光屏和铅玻璃窗。透过样品的 电子打到荧光屏上可显示出反映样品真实结构的图像。由于电子对人眼有害，故需要通过一个铅玻璃窗来观 察，为了观察得更加清晰，在观察室外还配有一放大镜。鉴于电子形成的荧光图像衰减速度很快，所以一旦观 察到理想的结构图像就需要尽快利用照相装置进行照相。值得注意的是，电镜照相与普通照相不同，图像的反 衬度最低时才是正聚焦，且底片还必须要经过预干燥处理。 2. 透镜电镜的成像原理 透射电镜之所以能获得高分辨率的图像, 主要是因为它解决了两个关键问题, 一是用电子枪发射出了波长 极短的电子波, 二是利用电磁透镜可控制电子的运动轨迹, 即可对电子束进行聚焦、放大和成像。故透射电镜 的有效放大倍数可高达数百万倍。 电子枪发射出的高速电子束在磁场中聚焦，从而被会聚到待观察的样品上；电子束在通过样品时会发生 散射，但由于样品不同部位的质量厚度不同, 即物质的组成结构不同，电子束发生散射的程度就不同；透过样 品后的电子束撞击到荧光屏上，由电能转变成光能，形成了浓淡不同的图像。此图像各处浓淡的不同真实反映 了样品不同部位的物质结构，因而可用来分析和研究样品的超微结构。 由此可见，在透射电镜中，被观察粒子的大小一定要大于电子束的波长才能被分辨出来, 否则，电子束 就会发生绕射，无法看到粒子。这也是电镜的分辨率由电子束波长所决定的原因之所在。 光源