電子顯微鏡是20世紀的一項重大科技發(fā)明。就像三極管的發(fā)明推動了半導體世界的革命一樣，電子顯微鏡也極大地促進了生命科學的發(fā)展。以下小系列將介紹電子顯微鏡的基本原理。

　　電子顯微鏡是根據(jù)電子光學原理，用電子束和電子透鏡代替光束和光學透鏡，使物質的細微結構在非常高的放大倍數(shù)下成像的儀器。近年來，電鏡的研究和制造有了很大的發(fā)展:一方面，電鏡的分辨率不斷提高，透射電鏡的點分辨率達到0.2-0.3nm，晶格分辨率達到0.1nm左右。通過電鏡，人們可以直接觀察原子像;另一方面，除了透射電鏡，還開發(fā)了掃描電鏡、分析電鏡等多種電鏡。

　　1.透射電子顯微鏡的成像原理。

　　1.吸收像：當電子射擊質量、密度高的dao樣品時，主要成相效應為散射效應。樣品質量厚度大的地方對電子散射角大，通過的電子少，亮度暗?；谶@一原理，早期透射電子顯微鏡。

　　2.衍射像：電子束被樣品衍射后，樣品不同位置的衍射波振幅分布對應于樣品中晶體各部分的不同衍射能力。當出現(xiàn)晶體缺陷時，缺陷部分的衍射能力與完整區(qū)域不同，導致衍射波振幅分布不均勻，反映晶體缺陷的分布。

　　3.相位像：當10以波下時，可以忽略相位的變化。

　　二、掃描電子顯微鏡成像原理。

　　掃描電子顯微鏡通過聚焦電子束掃描樣品表面來產生樣品表面的圖像。

　　電子與樣品中的原子相互作用，產生各種信號，包括樣品的表面測繪形態(tài)和組成信息。電子束通常用光柵掃描圖案掃描，光束的位置與檢測到的信號結合產生圖像。

　　掃描電子顯微鏡的分辨率優(yōu)于1納米。樣品可以在高真空、低真空、濕條件(用環(huán)境掃描電子顯微鏡)和寬低溫或高溫下觀察到。

　　最常見的掃描電子顯微鏡模式是檢測由電子束激發(fā)的原子發(fā)射的二次電子。二次電子的數(shù)量取決于樣品的測繪形態(tài)和其他因素。

　　通過掃描樣品和使用特殊探測器收集發(fā)射的二次電子，創(chuàng)建顯示表面形狀的圖像。它還可能產生樣品表面的高分辨率圖像，圖像是三維的，以識別樣品的表面結構。

　　以上內容是介紹電子顯微鏡的基本原理。雖然電子顯微鏡的分辨能力遠優(yōu)于光學顯微鏡，但由于電子顯微鏡需要在真空條件下工作，很難觀察活生物，電子束的照射也會損壞生物樣品。