透射电镜的基本原理及使用(精编文档).doc
透射电镜的基本原理
透射电镜的基本原理透射电镜（Transmission Electron Microscope，TEM）是一种使用电子束而非光线进行成像的仪器。
它使用高能电子束将样品穿透，然后收集透射的电子，并通过电子透射图像来获得样品的高分辨率图像。
以下是透射电镜的基本原理。
1.电子源：透射电镜中的电子通常是通过热发射或场发射从钨丝或钨尖中提取出来的。
电子源通常位于电镜的顶部，并通过加热或外加电场使电子发射。
2.加速器和减速器：电子源中产生的电子通过一个加速器进行加速，以达到高能水平。
这样可以使电子具有足够的能量穿透样品。
在穿过样品后，电子被进一步减速，以改变电子束的相对能量。
3.样品：样品通常是非晶态或晶态材料，厚度通常在几纳米到几十纳米之间。
样品先被制备成极薄切片，并被放置在透明的钢网上，并通过透射底座固定在电镜中。
4.磁透镜系统：磁透镜系统用于聚焦和定向电子束。
它可以通过控制磁铁中的磁场来控制电子束的聚焦和导向。
电镜通常包含一个物镜透镜和一个对焦透镜。
物镜透镜具有更大的聚焦能力，用于将电子束聚焦到样品上，而对焦透镜用于微调焦距。
5.透射：电子束穿过样品时会与样品中的原子和电子发生相互作用。
其中一个主要的相互作用是电子与样品中的原子核和电子发生库仑散射。
这些相互作用会使电子的能量损失，并改变电子的路径。
透射电子图像是根据这些散射事件的位置和能量损失来重建的。
6.探测器：透射电子通过样品后，会被收集并转换为可视图像。
光学系统使用透射电子图像来放大和重构样品。
最常用的探测器是闪烁屏幕和摄像机。
闪烁屏幕会发出光，而摄像机则将光转换为电信号，并将其转化为可视化的图像。
7.后处理：获得的透射电子图像可以通过计算机后处理进行增强和处理。
这些处理包括调整对比度，增强细节以及从二维图像中提取出三维信息。
透射电镜的原理允许它在纳米尺度下观察物质的结构和形貌。
与传统的光学显微镜相比，透射电镜具有更高的分辨率和更大的深度解析力。
透射电镜的原理应用
透射电镜的原理应用1. 介绍透射电镜是一种利用电磁波透射原理工作的仪器，主要用于观察和研究物质的微观结构。
它利用高能电子束通过样品，通过对电子束的散射和透射进行分析，来获得关于样品内部结构和成分的信息。
透射电镜广泛应用于材料科学、生物医学、纳米技术等领域，为科学研究和技术创新提供了强大的工具。
2. 透射电镜的原理透射电镜的原理基于电子的波粒二象性。
当高能电子束被加速至高速并通过样品时，电子会与样品中的原子发生相互作用。
根据电子与样品原子的相互作用方式，可以获得关于样品的不同信息。
透射电镜主要包括电子枪、准直系统、样品室、成像系统和探测器等部分。
电子枪产生高能电子束，并经准直系统聚焦到样品上。
样品室中的样品与电子束相互作用，电子束经过样品后分成散射电子和透射电子。
透射电子经过成像系统聚焦到探测器上，生成最终的透射电子图像。
3. 透射电镜的应用3.1 材料科学透射电镜在材料科学中扮演着重要角色。
通过透射电镜，可以观察材料的晶体结构、晶界、位错、相变等微观特征。
这些信息对于理解材料的性能、改进材料制备工艺至关重要。
透射电镜还可以用于研究纳米材料的结构和形貌，在纳米材料领域有着广泛的应用。
3.2 生物医学透射电镜在生物医学领域也有广泛的应用。
通过透射电镜，可以观察细胞、组织等生物样品的超微结构，如细胞核、线粒体、内质网等。
透射电镜对于研究细胞的生物过程、病态细胞的变化等具有重要意义，为疾病诊断和治疗提供了有力的支持。
3.3 纳米技术透射电镜在纳米技术领域的应用尤为突出。
由于透射电镜具有高分辨率和高灵敏度的特点，可以观察纳米尺度下的结构和形貌。
透射电镜可以用于研究纳米颗粒的形貌、尺寸、晶格结构等，对于纳米材料的设计、合成和性能研究起到关键作用。
透射电镜还可以用于研究纳米器件的制备和性能评估，为纳米技术的发展提供了重要支持。
4. 透射电镜的发展趋势随着科技的不断进步，透射电镜也在不断发展和改进。
未来的透射电镜将朝着更高的分辨率、更高的探测灵敏度、更快的成像速度等方向发展。
透射电镜的原理和应用
透射电镜的原理和应用透射电镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种使用电子束来对物质进行成像和分析的先进仪器。
相对于光学显微镜，透射电镜的分辨率更高，可以观察到更小尺寸的物体和更细微的细节。
下文将详细介绍透射电镜的原理和应用。
一、原理透射电镜的工作原理基于电子的波粒二象性。
当高速电子束穿过薄样品时，电子与样品原子发生散射或透射，这些散射和透射电子可以通过其中一种方式被聚焦后投射到屏幕上形成影像。
透射电镜的主要组成部分包括电子源、电子透镜系统、样品台、检测器和成像系统。
2.电子透镜系统：透射电镜中使用的电子透镜系统包括凸透镜、凹透镜和电磁透镜等，用于聚焦和控制电子束的路径。
3.样品台：样品台用于固定和支持待观察的样品。
在样品台上放置薄到几十纳米的切片样品，以便电子束能够透过。
4.检测器：透射电镜中常用的检测器包括透射电子探测器（TED）、散射电子探测器（SED）和能量散射光谱仪（EDS）等。
TED用于接收透射电子并产生明亮的影像，SED用于检测和分析散射电子的信息，EDS用于分析样品中的元素组成。
5.成像系统：透射电镜的成像系统包括投影屏幕、摄像机和电子显微图像处理设备。
通过调整电子透镜系统，可以将电子束上的信息转换成实时图像并显示在投影屏幕上。
二、应用透射电镜在材料科学、生物科学、纳米科学等领域有广泛的应用。
以下是透射电镜的几个主要应用。
1.结构表征：透射电镜可以用于观察材料的结构和形貌。
它能够提供高分辨率的图像，揭示物质的晶体结构、晶体缺陷、晶界和相界等微观结构信息。
2.成分分析：透射电镜结合能量散射光谱仪（EDS）可以分析样品中元素的组成。
EDS通过测量样品上散射电子的能量，确定样品中元素的成分和含量。
3.纳米材料研究：透射电镜可以研究和制备纳米尺寸的材料。
通过观察和测量纳米材料的形貌、尺寸和结构，可以了解纳米材料的特性和性能，并指导纳米材料的设计和合成。
透射电镜的成像原理及应用
透射电镜的成像原理及应用1. 引言透射电镜是一种使用电子束来成像的仪器。
它的原理是利用电子束通过样品的透射来形成图像，并通过对电子束的探测和处理来获得样品的详细信息。
透射电镜在材料科学、生物学和物理学等领域中有广泛的应用。
2. 成像原理透射电镜的成像原理基于电子的波粒二象性，即电子既具备粒子特性又具备波动特性。
在透射电镜中，电子从电子枪中发射出来，经过加速和聚焦，形成一束射线。
这束射线通过样品后，与样品中原子和电子相互作用，发生散射和透射现象。
电子的散射会导致图像的模糊和失真，因此透射电镜通常使用薄样品来减小散射效应。
在样品的背面或透射电镜的显微镜中，放置有一个焦平面衍射器。
这个衍射器可以将透射电子的波动性转化为干涉和衍射现象，从而产生有关样品的结构信息。
这些信息通过探测器进行收集，然后通过图像处理算法生成成像结果。
3. 应用领域透射电镜在材料科学、生物学和物理学等领域有广泛的应用。
以下列举了一些常见的应用领域：3.1 材料科学透射电镜在材料科学中的应用主要用于研究材料的微观结构和性能。
通过透射电镜，可以观察和分析材料中的晶体结构、晶界、缺陷和纳米结构等。
这些信息对于材料的设计、开发和性能优化非常重要。
3.2 生物学透射电镜在生物学中的应用主要用于研究生物样品的内部结构和功能。
通过透射电镜，可以观察和分析细胞器、蛋白质和核酸等生物分子的结构。
透射电镜还可以用于研究病原体、病毒和细菌等微生物的形态和生命周期。
3.3 物理学透射电镜在物理学领域中的应用涵盖了多个子领域。
在凝聚态物理学中，透射电镜可用于研究材料的电子结构、能带和费米面等特性。
在量子力学领域，透射电镜可用于研究电子的量子行为，如量子隧穿、波函数干涉和波粒二象性等。
3.4 其他领域透射电镜还在化学、地球科学和纳米技术等领域中有应用。
在化学中，透射电镜可用于研究化学反应的过程和产物。
在地球科学中，透射电镜可用于分析地质样品的矿物组成和结构。
透射电镜的结构原理及应用
透射电镜的结构原理及应用1. 介绍透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种基于电子束传输与样品交互作用的高分辨率显微镜。
透射电镜通过在样品上透射的电子束来形成图像，因此可以观察到原子尺度的细节。
本文将介绍透射电镜的结构原理以及其应用领域。
2. 结构原理透射电子显微镜的基本结构由以下几个主要组件组成：2.1 电子源透射电子显微镜使用高速电子束来照射样品。
电子源通常采用热阴极电子枪，通过加热阴极发射高能电子。
电子源生成的电子束必须具有高度的单色性和准直性。
2.2 准直系统准直系统用于控制电子束的方向和准直度，确保电子束可以尽可能准直地照射到样品上。
准直系统通常包括准直光阑和采购透镜。
2.3 束流衰减系统束流衰减系统用于控制电子束的强度，以适应不同的样品特性和实验需求。
束流衰减系统包括限制光阑、透镜和衰减器等组件。
2.4 对焦系统对焦系统用于控制电子束的焦距，以确保电子束能够聚焦在样品表面或其内部的特定区域。
对焦系统包括透镜和聚焦光阑。
2.5 样品台和检测系统样品台是放置样品的平台，通常具有三维移动的能力，以便于调整样品的位置和观察区域。
检测系统用于检测透射电子束与样品交互后的信号，并将其转化为图像。
3. 应用领域透射电子显微镜在各个科学领域中具有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：3.1 材料科学透射电子显微镜可以观察和分析材料的微观结构、晶格缺陷、晶体取向等特征。
它被广泛应用于纳米材料、催化剂、半导体器件等领域。
3.2 生物学透射电子显微镜在生物学研究中发挥着重要作用，可以观察和研究生物细胞、组织和病毒等微观结构。
它被用于研究生物分子的结构、功能和相互作用。
3.3 纳米技术透射电子显微镜对于纳米技术的研究和开发非常关键。
它能够观察和控制纳米材料和纳米结构，有助于纳米器件的设计和制造。
3.4 地球科学透射电子显微镜在地质和地球科学中也具有重要的应用价值。
透射电镜的原理及应用摘要
透射电镜的原理及应用摘要一、透射电镜的原理透射电镜是一种重要的电子显微镜技术，它能够利用电子束的透射性质来观察材料的微观结构和原子级别的细节。
透射电镜的工作原理基于电子的波粒二象性，其光学系统类似于光学显微镜。
透射电镜主要由电子源、准直系统、投射系统和探测系统等几个主要部分组成。
在透射电镜中，电子源产生的电子束通过准直系统准直后，进入投射系统。
投射系统中的透镜通过对电子束的聚焦和投射，使其经过待观察的样品。
样品会对电子束进行散射和吸收，形成投射电子束的衍射图样。
这些衍射图样经过探测系统的收集和处理后，可以得到材料的结构和成分信息。
二、透射电镜的应用1. 材料科学研究透射电镜在材料科学研究中发挥着重要作用。
通过透射电镜可以观察到材料的晶体结构、晶界、原子排列等微观细节。
借助透射电镜的高分辨率和高灵敏度，科学家们可以研究材料的相变行为、晶体生长机制、缺陷结构等，从而深入了解材料的性质和性能，并为材料的合成和改性提供科学依据。
2. 纳米技术研究透射电镜在纳米技术研究中也有广泛应用。
纳米材料具有独特的物理和化学性质，常常表现出与大尺度材料截然不同的行为。
透射电镜可以观察到纳米尺度下的材料结构和表面形态，可以直接了解纳米材料的大小、形状、分布和相界面等特征。
通过透射电镜的研究，可以揭示纳米尺度下的材料行为和性能，为纳米技术的应用提供重要支持。
3. 生物医学研究透射电镜在生物医学研究中也有广泛的应用。
生物组织和细胞结构复杂多变，透射电镜可以提供高分辨率的图像，帮助科学家们观察和研究生物样品的超微结构。
透射电镜可以用于观察生物细胞、细胞器和细胞核的内部结构，并进一步研究其功能和机制。
这些研究对于理解生物学过程、疾病诊断和治疗等具有重要意义。
三、总结透射电镜是一种强大的科学工具，它通过对电子束的透射和探测，帮助科学家们观察和研究材料的微观结构和原子级别的细节。
透射电镜在材料科学、纳米技术和生物医学等领域有着广泛的应用，为相关领域的研究和应用提供了强有力的支持。
透射电子显微镜的工作原理及标本制课件-文档资料
固定方法—戊二醛-锇酸双固定
双固定法：指用戊二醛对样品前固定，漂洗后使用锇酸对样品 进行后固定，这种使用两种化学试剂分别前后对样品进行固定 的方法称为双固定法。 先用2.5%戊二醛固定2h以上。 缓冲液多次清洗（pH7.4 0.2mol/L磷酸缓冲液洗三次，15min/ 次）。
1%锇酸固定2h。
3脱水
透射电镜的结构 透射电镜主要由电子光学系统、 真空系统和供电系统三部分组成。其 中电子光学系统通常称为镜筒，是透 射电子显微镜的核心，它又可以分为 照明系统、成像系统和观察记录系统。
TEM
电子光学系统（镜筒） 供电系统 真空系统
照明部分
成像放大部分
显像部分
电子枪：TEM电子源
物镜、中间镜、投影 镜
理想固定剂
1）渗透力强，穿透速度快，能迅速达到组织块的各部 位，立即杀死细胞，以尽量减小死后变化 2）稳定细胞成分和结构，以保证后续的各种处理中物 质不溶解、不丢失 3）对细胞超微结构没有损伤，保证电镜图像的真实性 4）能保存一定的酶活性,以供细胞化学的测定 5）最好提供一定的反差 ,并有防腐作用
切片操作步骤： 装块→装刀→对刀→加水→切片→捞片
切片厚度的判断
颜色 暗灰色 铅灰色 银灰或银白 米黄、金黄 紫色(蓝) 厚度(Å) <400Å 400~500 500~700 700~1000 1000以上 切片 厚度 太薄 较薄 适中 较厚 不能用 分辨 率 高 高 好 低 反差 小 小 好 好
常用固定剂
1）锇酸（OsO4)
优点： ⑴ 几乎和细胞内所有成分发生化学结合 ⑵ 对氮具有较强亲和力，对含有蛋白质的细胞结构固定作用良 好 ⑶ 可保存脂肪,形成脂肪-锇复合物 ⑷ Z=76，增加膜的反差 ⑸ 对磷脂蛋白、核蛋白保护很好 锇酸缺点： ⑴ 不能固定糖元、碳水化合物、核酸，对微管固 定效果差 ⑵ 酶的钝化剂，不能用于细胞化学研究 ⑶ 分子量大,渗透能力差，要求组织块小 ⑷ 固定时间不宜过长 ⑸ 可与乙醇、醛类氧化还原反应生成沉积
扫描、透射电镜的基本原理及其应用
扫描、透射电镜在材料科学中的应用摘要：在科学技术快速发展的今天，人们不断需要从更高的微观层次观察、认识周围的物质世界，电子显微镜的发明解决了这个问题。
电子显微镜可分为扫描电了显微镜简称扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜简称透射电镜(TEM)两大类。
本文主要介绍扫描、透射电镜工作原理、结构特点及其发展，阐述了其在材料科学领域中的应用。
1扫描电镜的工作原理扫描电子显微镜的制造依据是电子与物质的相互作用。
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。
电子束和固体样品表面作用时的物理现象：当一束极细的高能入射电子轰击扫描样品表面时，被激发的区域将产生二次电子、俄歇电子、特征X射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子，以及在可见、紫外、红外光区域产生的电磁辐射。
同时可产生电子-空穴对、晶格振动（声子)、电子振荡（等离子体）。
由电子枪发射的电子，以其交叉斑作为电子源，经二级聚光镜及物镜的缩小形成能谱仪可以获得且具有一定能量、一定束流强度和束斑直径的微细电子束，在扫描线圈驱动下，于试样表面作栅网式扫描。
聚焦电子束与试样相互作，产生二次电子发射（以及其它物理信号）。
二次电子信号被探测器收集转换成电讯号，经视频放大后输入到显像管栅极，调制与入射电子束同步扫描的显像管亮度，则可以得到反映试样表面形貌的二次电子像[1]。
2扫描电镜的构成主要包括以下几个部分：1.电子枪——产生和加速电子。
由灯丝系统和加速管两部分组成2.照明系统——聚集电子使之成为一定强度的电子束。
由两级聚光镜组合而成。
3.样品室——样品台，交换，倾斜和移动样品的装置。
4.成像系统——像的形成和放大。
由物镜、中间镜和投影镜组成的三级放大系统。
调节物镜电流可改变样品成像的离焦量。
调节中间镜电流可以改变整个系统的放大倍数。
5.观察室——观察像的空间，由荧光屏组成。
透射电镜的成像原理及应用
透射电镜的成像原理目前，主流的透射电镜镜筒是电子枪室和由6～8级成像透镜以及观察室等组成。
阴极灯丝在灯丝加热电流作用下发射电子束，该电子束在阳极加速高压的加速下向下高速运动，经过第一聚光镜和第二聚光镜的会聚作用使电子束聚焦在样品上，透过样品的电子束再经过物镜、第一中间镜、第二中间镜和投影镜四级放大后在荧光屏上成像。
电镜总的放大倍数是这四级放大透镜各级放大倍数的乘机，因此透射电镜有着更高的放大范围（200×～1000000×）。
透射电镜的一般操作流程接通电镜工作电源后，电镜开始通过机械泵抽前级和镜筒真空，当镜筒真空达到一定要求时，再由扩散泵抽镜筒的高真空，当高真空能达到加高压的要求时，面板上高真空指示灯点亮，表明此时可以加高压了，接通高压并调整高压到合适的高压值，稍等一会待高压稳定后，再增加灯丝电流，使荧光屏中心产生一个明亮的光斑，随后依次接通各级透镜的工作电流，调整电镜的工作状态，调整好后再加入样品进行观察，并对感兴趣的部位拍照记录。
电镜使用完毕，应依次关闭高压、灯丝加热电流、关闭各级透镜工作电流以及取出样品。
待冷却水再工作10～15min后，关闭电镜和冷却水。
电镜在生物医学领域中的应用17世纪光学显微镜的发明，促进了细胞学的发展，20世纪电子显微镜的发明，揭开了病毒和细胞亚显微结构的奥妙。
在20世纪60年代以来，电镜广泛应用于工农业生产、材料学、考古学、生物学、组织学、病毒学、病理学和分子生物学等众多研究领域中。
但电镜技术从应用的广度、研究的深度等方面看，没有哪一个领域可与生物医学相媲美。
1 在细胞学方面：由于超薄切片技术的出现和发展，人类利用电镜对细胞进行了更深入的研究，观察到了过去无法看清楚的细胞超微结构。
例如，用电镜观察到了生物膜的三层结构以及细胞内的各种细胞器的形态学结构等。
2 电镜在发现和识别病毒方面起到了重要作用：许多病毒，尤其是肿瘤病毒就是用电镜发现的。
电镜也为病毒的分类提供了最直观的依据，例如去年肆虐全球的SARS病毒就是首先在电镜下观察到并确认是病毒而不是支原体的。
透射电镜的结构原理与应用
透射电镜的结构原理与应用1. 介绍透射电镜是一种重要的科学仪器，广泛应用于物质结构表征、纳米级材料研究以及材料性能分析等领域。
本文将介绍透射电镜的基本结构原理和主要应用。
2. 结构原理透射电镜由以下几个主要组成部分构成：2.1 电子源透射电镜通过发射电子来照射样品，产生透射电子图像。
常用的电子源有热阴极电子枪和场发射电子枪。
2.2 透镜系统透镜系统用于聚焦电子束，使其尽可能细致地照射样品。
透镜系统由几个透镜组成，包括聚焦透镜和物镜透镜。
2.3 样品台样品台用于支撑和定位样品，通常由精细的机械组件构成，可以在不同角度下观察样品。
2.4 检测器检测器用于捕捉透射电子，并将其转化为图像或电子衍射图样。
常见的检测器包括二维探测器和散射探测器。
3. 应用领域3.1 材料科学透射电镜在材料科学领域中有着广泛的应用。
通过观察材料的微观结构，可以研究材料的晶体结构、晶格畸变以及材料的相变等。
同时，透射电镜还可以通过观察样品的元素分布和组分分析，来研究材料的化学成分。
3.2 纳米科学纳米科学是近年来快速发展的一个领域，透射电镜在纳米级材料研究中起到了重要的作用。
透射电镜可以观察纳米材料的尺寸、形貌以及内部结构。
通过控制纳米材料的合成和制备过程，可以实现对纳米结构的精确控制。
3.3 生物学在生物学领域，透射电镜被广泛应用于细胞学和分子生物学的研究。
透射电镜可以观察细胞的超微结构，如细胞核、质体和线粒体等。
通过观察生物样品的超微结构，可以深入了解生物体的功能和活动。
3.4 材料分析透射电镜还可以用于材料的结构和化学组成的分析。
通过透射电镜的高分辨率成像和电子衍射技术，可以对材料的微观结构进行定量分析。
同时，透射电镜还可以进行元素分析和晶体学分析等。
4. 总结透射电镜作为一种重要的科学仪器，在材料科学、纳米科学、生物学以及材料分析等领域发挥着重要作用。
通过了解透射电镜的结构原理和主要应用，可以更好地利用透射电镜进行科学研究和实验工作。
tem的主要原理和基本应用
tem的主要原理和基本应用1. 什么是TEMTEM是透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope）的简称。
它是一种利用高速电子束穿透样品后形成的衍射图样来观察样品内部结构的一种高分辨率显微镜。
TEM的分辨率可以达到纳米级别，能够观察到非常细小的结构和细节。
2. TEM的工作原理TEM工作的基本原理是将电子加速到很高的能量，形成高速的电子束，然后让这束电子束通过样品，电子穿过样品后，会和样品中的原子或分子发生相互作用，产生散射、吸收和衍射等现象。
这些现象通过透射电子显微镜的相应装置可以被捕捉、转化为图像。
2.1 电子源和加速器TEM中的电子源一般使用热电子发射阴极或场发射阴极，产生高亮度的电子束。
然后，这些电子被加速器加速到所需的能量。
2.2 透镜系统透镜系统由电子透镜和磁场构成，主要用于控制电子束的聚焦和收束。
透镜系统中常用的透镜包括凸透镜、凹透镜和电子源边界控制透镜等。
2.3 样品与探测器样品是TEM中观察的对象，可以通过薄片制备，以保证电子的透射。
样品放置在TEM中的样品台上，并通过样品台进行精确的位置调整。
探测器则用于捕捉透射电子的图像，并将其转化为可见的图像或数字信号。
3. TEM的基本应用3.1 结构表征TEM能够观察物质的微观结构，包括晶体的晶格结构、晶界、界面等，通过该技术可以研究晶体的缺陷、晶体生长机制等问题。
3.2 化学组成分析TEM可以通过能谱和散射分析技术对样品进行化学成分的分析。
能谱分析可以通过测量透射电子的能量来确定样品中各种元素的存在和含量，而散射分析则可以通过测量透射电子的散射角度来确定样品的结构和化学成分。
3.3 纳米材料研究TEM是研究纳米材料的重要工具。
纳米材料的尺寸非常小，常常只有几纳米甚至更小，TEM的高分辨率可以观察到纳米材料的形貌、晶体结构、分布等信息，对纳米材料的制备和性质研究具有重要意义。
3.4 生物学研究TEM在生物学研究中也得到了广泛应用。
透射电镜基本操作
测量样品尺寸和 形貌
计算样品密度和 孔隙率
测量透射电镜分 辨率
计算电子衍射谱 的晶格常数
清洁透射电镜镜筒：使用干燥的、 干净的布擦拭镜筒避免使用含有化 学物质的清洁剂。
保持稳定的温度和湿度：透射电镜需 要在稳定的温度和湿度环境下运行因 此需要定期检查并调整环境条件。
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透射电镜图像处理：对采集的图像进行增强、去噪等操作提高图像质量。 数据分析：对实验数据进行统计分析提取有意义的结果支持实验结论。 图像测量：使用测量工具测量图像中的长度、角度等参数进行定量分析。 图像标注：在图像上标注关键信息方便观察和理解。
图像增强技术： 通过调整亮度、 对比度等参数改 善图像质量突出 细节特征。
金属网的烘干：将 涂好膜的金属网在 恒温烘箱中烘干以 便进行后续观察。
染色：使用重金属盐对样品进行染色使其在电镜下可见。 干燥：将染色后的样品进行干燥处理以便在电镜观察时保持其结构。
开机步骤：先打开电源开关等待稳定后再打开镜筒开关
预热：开机后需要预热一段时间以便透射电镜达到最佳工作状态
注意事项：开机和预热过程中要保持室内通风良好避免有害气体对透射电镜和实验人 员造成危害
安全提示：操作透射电镜时要穿戴实验服和防护眼镜确保实验安全Βιβλιοθήκη 品选择：根据观察目的选择合适 的样品
孔径光阑：调节孔径光阑的大小控 制电子束流量
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加速电压：根据样品性质选择合适 的加速电压
物镜电流：根据观察效果选择合适 的物镜电流
观察步骤：选择合适的观察模式调整焦距和亮度观察样品并记录图像 注意事项：保持观察室清洁避免样品移动和失真及时记录观察结果 图像分析：对记录的图像进行对比度、亮度、分辨率等方面的分析 图像保存：将观察到的图像保存到计算机或云端以便后续处理和分析
透射电镜的工作原理和应用
透射电镜的工作原理和应用1. 介绍透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种高分辨率的显微镜，可以用来观察和研究非常小的生物和物质的结构。
本文将介绍透射电镜的工作原理和应用。
2. 工作原理透射电镜的工作原理基于电子的波动性质和透射性质。
其基本组成包括电子源、减速器、透镜系统和检测器。
2.1 电子源透射电镜使用的电子源通常是热发射型阴极，通过加热阴极产生高能电子。
这些高能电子被发射到一个真空管中，形成电子束。
2.2 减速器电子束经过减速器会进一步调整电子能量，以适应样品的要求。
减速器可以利用磁场或电场控制电子束的速度和能量。
2.3 透镜系统透镜系统主要由磁透镜和电透镜组成，用于控制电子束的聚焦和定位。
透镜可以通过改变磁场或电场的强度来控制电子束的走向和聚焦效果。
2.4 检测器透射电镜的检测器通常是一个荧光屏，用于接收透过样品的电子束并转化为可见光。
这些可见光会被放大并转化为图像，可以被观察和记录。
3. 应用透射电镜在许多领域中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域。
3.1 材料科学透射电镜可以用来研究各种材料的晶体结构和微观结构。
通过观察和分析材料的原子排列和组织结构，可以深入了解材料的力学性质、电子性质和热性质。
3.2 纳米技术透射电镜在纳米技术中起着重要作用。
它可以用来观察和研究纳米材料的结构、形貌和性质，帮助研究人员设计和制造更高效的纳米器件。
3.3 生物科学透射电镜在生物科学研究中也有广泛的应用。
它可以用来观察和研究生物样品的细胞结构、细胞器和分子组织，从而深入了解生物系统的功能和机制。
3.4 太空科学透射电镜在太空科学研究中发挥着重要作用。
它可以用来观察和研究来自外太空的微小颗粒、陨石和行星样品，帮助科学家了解太阳系的形成和演化过程。
3.5 医学研究透射电镜在医学研究中也有许多应用。
它可以用来观察和研究病毒、细菌和细胞的结构，从而增进对疾病的认识和治疗方法的研发。
实验透射电镜的结构原理及应用
实验透射电镜的结构原理及应用一、目的要求1．结合透射电镜实物，介绍其基本结构和工作原理，以加深对透射电镜的了解。
2．学习衍射图谱的分析步骤。
3．学习操作透射电镜，获得的明暗场像二、透射电镜的基本结构透射电子显微镜是以波长很短的电子束做照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种具有高分辨本领，高放大倍数的电子光学仪器。
透射电镜由电子光学系统、真空系统及电源与控制系统三部分组成。
电子光学系统是透射电子显微镜的核心，而其他两个系统为电子光学系统顺利工作提供支持。
2.1 电子光学系统电子光学系统通常称镜筒，是透射电子显微镜的核心，由于工作原理相同，在光路结构上电子显微镜与光学显微镜有很大的相似之处。
只不过在电子显微镜中，用高能电子束代替可见光源，以电磁透镜代替光学透镜，获得了更高的分辨率(图9-6)电子光学系统分为三部分，即照明部分、成像部分和观察记录部分。
照明部分的作用是提供亮度高、相干性好、束流稳定的照明电子束。
它主要由发射并使电子加速的电子枪、会聚电子束的聚光镜和电子束平移、倾斜调节装置组成。
成像部分主要由物镜、中间镜，投影镜及物镜光阑和选区光阑组成。
穿过试样的透射电子束在物镜后焦面成衍射花样，在物镜像面成放大的组织像，并经过中间镜、投影镜的接力放大，获得最终的图像。
观察记录部分由荧光屏及照像机组成。
试样图像经过透镜多次放大后，在荧光屏上显示出高倍放大的像。
如需照像，掀起荧光屏，使像机中底片曝光，底片在荧光屏之下，由于透射电子显微镜的焦长很大，虽然荧光屏和底片之间有数厘米的间距，但仍能得到清晰的图像。
2.2 真空系统电子光学系统的工作过程要求在真空条件下进行，这是因为在充气条件下会发生以下情况：栅极与阳极间的空气分子电离，导致高电位差的两极之间放电；炽热灯丝迅速氧化，无法正常工作；电子与空气分子碰撞，影响成像质量；试样易于氧化，产生失真。
目前一般电镜的真空度为10-5托左右。
真空泵组经常由机械泵和扩散泵两级串联成。
透射电镜的基本原理及使用(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】透射电镜的基本原理及使用图1 放射电子显微镜基本结构原理图（注：除上述部分外，电镜还包括必须的冷却和真空系统）图2 电镜和光镜原理对比图应用举例：JEM-100CXⅡ透射电镜操作说明一、开机程序1、首先打开房间空调，冷却循环水房温度21度，操作室25度2、开启冷却水循环装置，一个独立的小的控制器，先将开关打至ON，再将按下POWER键3、启动稳压电源，稳定于220V；查看电源箱供电指示灯亮4、用钥匙启动主机，从OFF档位旋到START位，松开后钥匙自动回到ON位置。
仪器自动抽真空，等待约40分钟。
5、直至DP绿灯亮，HIGH绿灯亮，READY绿灯亮（若不亮的话，将LENS LIGHT打至ON档位）。
二、电子枪合轴（1-3合轴）1、确认READY绿灯亮2、把样品拨出，物镜光栏拨出至0档位3、加高压：按下HT键后，依次按下40-60-80-100KV键，并注意观察束流表是否正常，每次都要等电流表显示稳定之后再进行下一步，一般调到80KV就行了。
4、加灯丝：将FILAMENT EMIISSION旋钮缓慢旋至锁定位置5、一般在SCAN（5300倍）条件下调节，调节CONDENSER钮，得到光斑。
6、SPOT SIZE调到3档，调节CONDENSER钮聚光，得到最小最亮光斑，然后用左右ALIGNMENT：TRANS（小的）将光斑拉至最中心位置（中心位置有一黑点）。
7、SPOT SIZE调到1档，调节CONDENSER钮聚光，得到最小最亮光斑，然后用GUN ALIGNMENT：TRANS（X、Y）将光斑拉至中心位置。
8、再重复6、7步骤，使束流不偏离中心。
三、调灯丝相（每次开机都需要检查）1、在SCAN模式下，SPOT SIZE调到1档2、将FILAMENT EMIISSION旋钮稍稍往回调，到看到灯丝欠饱和像，即车轮像（鱼眼像），若车轮像不对称，则进行下面调节。
3、缓慢旋转GUN ALIGNMENT：TILT（X、Y），使灯丝像对称。
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透射电镜的基本原理及使用
图1 放射电子显微镜基本结构原理图（注：除上述部分外，电镜还包括必须的冷却和真空系统）
图2 电镜和光镜原理对比图
应用举例：
JEM-100CXⅡ透射电镜操作说明
一、开机程序
1、首先打开房间空调，冷却循环水房温度21度，操作室25
度
2、开启冷却水循环装置，一个独立的小的控制器，先将开关
打至ON，再将按下POWER键
3、启动稳压电源，稳定于220V；查看电源箱供电指示灯亮
4、用钥匙启动主机，从OFF档位旋到START位，松开后钥
匙自动回到ON位置。
仪器自动抽真空，等待约40分钟。
5、直至DP绿灯亮，HIGH绿灯亮，READY绿灯亮（若不亮
的话，将LENS LIGHT打至ON档位）。
二、电子枪合轴（1-3合轴）
1、确认READY绿灯亮
2、把样品拨出，物镜光栏拨出至0档位
3、加高压：按下HT键后，依次按下40-60-80-100KV键，并
注意观察束流表是否正常，每次都要等电流表显示稳定之后再进行下一步，一般调到80KV就行了。
4、加灯丝：将FILAMENT EMIISSION旋钮缓慢旋至锁定位
置
5、一般在SCAN（5300倍）条件下调节，调节CONDENSER
钮，得到光斑。
6、SPOT SIZE调到3档，调节CONDENSER钮聚光，得到
最小最亮光斑，然后用左右ALIGNMENT：TRANS（小的）将光斑拉至最中心位置（中心位置有一黑点）。
7、SPOT SIZE调到1档，调节CONDENSER钮聚光，得到
最小最亮光斑，然后用GUN ALIGNMENT：TRANS（X、Y）将光斑拉至中心位置。
8、再重复6、7步骤，使束流不偏离中心。
三、调灯丝相（每次开机都需要检查）
1、在SCAN模式下，SPOT SIZE调到1档
2、将FILAMENT EMIISSION旋钮稍稍往回调，到看到灯丝
欠饱和像，即车轮像（鱼眼像），若车轮像不对称，则进行下面调节。
3、缓慢旋转GUN ALIGNMENT：TILT（X、Y），使灯丝像
对称。
4、然后调节FILAMENT EMIISSION旋钮至灯丝饱和（即刚
好全亮，没有阴影），并锁定该位置。
四、粗对焦（该步很重要）
1、关灯丝（FILAMENT EMIISSION旋钮至OFF）后，插入
样品，插入物镜光栏（2档）
2、开灯丝（FILAMENT EMIISSION旋钮至ON）后，放大
光斑至满屏（以免烧坏铜网）
3、找到样品，并选中一目标为参照
4、将IMAGE WOBBLER打至ON，此时看到样品会有一定
的晃动，调节FOCUS旋钮（有大中小三个，一般只用到中和小）至图像清晰没有重影。
五、聚光镜对中调节
1、关灯丝后，拨出样品，拨出光栏，开灯丝，缩小光斑，检查
是否在中心位置，
2、在SCAN模式，SPOT SIZE 1档情况下，将COND
ALIGNMENT打到ON，然后下面一WOBBLER键打到X，
以调节光斑重合，同样的方法进行Y轴对中调节，调节完毕之后打到中间OFF档。
3、将IMAGE WOBBLER键打到ON，调节IMAGE WOBBLER A、
B旋钮至重合。
六、电流中心调节（此步调节有一定的难度）
1、插入样品，插入光栏，找到一样品做为参照物，调节时放大
倍数小于5万倍
2、用目镜观察，聚焦，找准参照物，用FOCUS调焦至最清晰
3、快速反复转动FOCUS旋钮（以最清晰位置为中心前后旋转），
此时观察参照物样品的情况，如有放大缩小的情况（看到样品是以某点为中心在旋转）那就是正常的，若是样品有左右或者上下移动的现象，就需要调节ALIGNMENT的大旋钮，TILT钮直至正常。
七、电压中心调节
1、在第六步的基础上，放大倍数（大于5万倍）
2、找到一参照物，调焦至最清晰
3、HV WOBBLER置于ON，若参照物不偏离中心而四周同心振
动，则电压中心良好，反之，若参照物有漂移，则用左右ALIGNMENT ：TILT调节
八、光栏的调节
1、聚光镜光栏调节：判断光栏是否在中间位置，调节
CONDENSER时，光斑不在中间，放大时会有很大阴影（电子束被东西挡住），移动样品时也没有改变，此时可以断定是光栏位置不正确，通过调节光栏上两个旋钮，使光栏回到中心位置。
2、物镜光栏调节：打开FUNCTION：SADIFF（控制台D区，
与SCAN一排的一个按钮），调节SA/HD DIFFRACTION：CAMERA LENGTH（控制台B区）和物镜光栏上的两个旋钮，使得中间最亮点周围的一圈较暗的光斑变得对称即可。
九、聚光镜像散调节
在没有放入样品的情况下：插入聚光镜光栏（2档），SPOT
SIZE 调至3档，调节CONDENSER钮至光斑最小最亮，再调节COND STIGMATOR X、Y旋钮（控制台F区），使得光斑变得最圆，即完成聚光镜像散调节。
十、物镜像散调节（用于高倍下观察样品的调节）
1、在完成以上调节，即确认仪器对中状态良好，电压中心对中，
无聚光镜像散，光栏位置正确的情况下进行物镜像散调节。
2、插入物镜光栏，在观察样品的时候调节，在高倍下（大于10
万倍）找到一样品作为参照，改变焦距，观察样品边沿系统是否均匀，若有像散，则进行以下操作。
3、配合调节OBJ STIGMATOR：X、Y旋钮（控制台E区）和
FOCUS旋钮，消除像散。
十一、样品装卸操作
1、确认样品装卸时机器状态：放大倍数调至较小倍数，灯丝发射至OFF档。
2、右边的旋转手柄有四个档位：空档位、SET、AIRLOCK、ENG，
观察样品的时候一定在SET档位，ENG档位用来换样品，当需要打开左边的样品室时，一定要放置在AIRLOCK档位，空档位只是做一个过渡。
3、左边的样品室旋转手柄上有两种标识，一种是数字（1-6），
另外间于数字中间的是一些点，当数字对正时，可以用右边的旋转手柄把相应的样品从样品室中取出。
当需要打开样品室换下一批样品时，要保证所有的样品都留在样品室，这样就要让数字中间的点对正，再将右边的旋转手柄拉出。
4、当右边旋转手柄置于AIRLOCK档位时可以打开样品室，左
边有一能上下扳动的把手。
十二、关机程序
1、放大倍数降至小于1万倍，光斑满屏。
2、退灯丝至OFF
3、退高压，可直接按下20KV按扭，再按高压键HT（灯灭）。
4、钥匙旋至OFF，等待约15分钟，面板上所有的灯都熄灭，机械泵停止工作，关冷却水装置，关稳压电源，关电源开关。
高分辨率TEM影像的拍摄要点：
1.样品制作：要求切片(或复型)样品的厚薄适宜，染色好。
2.合轴：保证机械合轴与电气合轴的精良。
3.消像散：细心消除聚光镜和物镜的像散。
4.聚焦：需一定经验，精心调正。
5.曝光：以重点观察部位密度为准，对测光结果略加补偿。
6.避免电压波动，外界磁场和震动的干扰。
7.拍摄倍率不宜太高，以刚能看清细节为界。