透射电镜(TEM)原理及应用介绍
TEM(透射电子显微镜)
细胞结构解析
细胞膜结构
透射电镜图像可以清晰地展示细胞膜的精细结构，如细胞膜的厚度、 细胞器的分布等。
细胞器结构
透射电镜能够观察到细胞内的各种细胞器，如线粒体、内质网、高 尔基体等，有助于了解细胞器的形态和功能。
细胞骨架结构
透射电镜能够观察到细胞骨架的超微结构，如微管、微丝和中间纤维 等，有助于了解细胞骨架在细胞运动、分裂和分化中的作用。
TEM应用领域
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04
生物学
研究细胞、组织和器官的超微 结构，如细胞器、细胞膜、染
色体等。
医学
用于诊断疾病，如癌症、传染 病等，以及药物研发和疫苗制
备过程中的结构分析。
地质学
观察岩石、矿物和矿物的微观 结构，研究地球科学中的各种
地质现象。
材料科学
研究金属、陶瓷、高分子等材 料的微观结构和性能，以及材
控制切片的厚度，通常在50~70纳米之间，以确 保电子束能够穿透并观察到样品的内部结构。
切片收集与处理
将切好的超薄切片收集到支持膜上，并进行染色、 染色脱水和空气干燥等处理。
染色
染色剂选择
选择适当的染色剂，如铅、铀或 铜盐，以增强样品的电子密度并
突出其结构特征。
染色时间与温度
控制染色时间和温度，以确保染色 剂与样品充分反应并达到最佳染色 效果。
清洁样品室
定期清洁样品室，保持清洁度 。
检查电子束系统
定期检查电子束系统，确保聚 焦和稳定性。
更新软件和驱动程序
及时更新TEM相关软件和驱动 程序，确保兼容性和稳定性。
定期校准
按照厂家建议，定期对TEM进 行校准，确保观察结果的准确
性。
06 TEM未来发展
透射电镜的工作原理
透射电镜的工作原理透射电镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种利用电子束来观察样品的微观结构的高分辨率显微镜。
与光学显微镜不同，透射电镜使用的是电子而不是可见光来照射样品，因此能够获得比光学显微镜更高的分辨率。
透射电镜的工作原理涉及到电子的产生、聚焦、透射、成像和检测等多个方面，下面将详细介绍透射电镜的工作原理。
1. 电子的产生。
透射电镜使用的是电子束来照射样品，因此首先需要产生电子。
电子产生的常用方法是热发射和场发射。
热发射是利用热能使金属表面的电子逃逸而产生电子，而场发射则是利用电场使电子从金属表面逃逸。
在透射电镜中，通常使用的是热发射电子源，即利用钨丝或钨钢合金丝受热后发射电子。
2. 电子的聚焦。
产生的电子束需要经过一系列的聚焦系统，使其成为一个细小的束流，以便能够准确地照射到样品上。
透射电镜的聚焦系统通常包括电子透镜和磁透镜。
电子透镜利用电场来聚焦电子束，而磁透镜则利用磁场来聚焦电子束。
通过合理设计和调节，可以使电子束聚焦到非常小的尺寸，从而获得高分辨率的成像能力。
3. 电子的透射。
经过聚焦系统聚焦后的电子束将照射到样品上，这时的电子束被称为透射电子束。
透射电子束穿过样品时，会与样品中的原子和分子发生相互作用，产生散射和吸收。
透射电镜通过检测透射电子束的变化来获取样品的结构信息。
4. 成像。
透射电镜的成像原理是利用透射电子束与样品相互作用后产生的信号来获取样品的结构信息。
透射电镜通常采用透射电子显微镜来观察样品。
透射电子显微镜通过探测透射电子束的强度和位置来获得样品的结构信息，然后将这些信息转换成图像显示出来。
5. 检测。
透射电镜的检测系统通常包括电子探测器和图像处理系统。
电子探测器用于探测透射电子束的强度和位置，然后将这些信息传输给图像处理系统。
图像处理系统将探测到的信息转换成图像，并进行增强和处理，最终显示在显示屏上供用户观察。
总结来说，透射电镜的工作原理涉及到电子的产生、聚焦、透射、成像和检测等多个方面。
透射电镜工作原理
透射电镜工作原理
透射电镜(Transmission Electron Microscopy，简称TEM)是一种用于观察微尺度物质形态结构和表面形貌特征的重要显微镜技术，其最早应用于生物学和化学研究，如今也广泛用于材料科学和工程研究。
透射电镜的工作原理是：一束通过电子源发射出来的电子流（通常是由金属管发射出），经过分散器和偏转垂直准直器，然后通过镜片，使得电子在低压下穿过样品，然后再抵达探测器。
它是一种辐射成像技术，核心是样品挡住了辐射源发出来的电子流，同时样品也会对发射出来的电子流产生穿透效应，生成横截面，这不同于其他显微技术。
首先，在样品上由电子源发射出来的电子束被分散器和偏转垂直准直器经过处理，使其产生小的束圆孔径，并将电子束之路向化朝向被检测的样品，进行定向准直，使样品所面对的束密度均匀。
然后经过镜片，将电子束缩小至1nm范围内，并将其余部分过滤，只保留<1nm的电子束，进而进入样品。
接着，样品所面对的电子束便会受到被检测的样品的影响，产生电子穿透现象，即样品会挡住一部分电子束，另一部分电子束则会通过它穿过样品表面，穿透深度的深度取决于电子流能量，此时，这些穿透样品表面的电子将投射在探测器上，在投射在屏幕上产生了投影图像。
通过分析被检测样品上表面被投影出来的图像，便可获得细微细节，并反映出样品的结构性质、表面形貌以及体积分布状态，从而获得样品的理化信息，如组成、结构、大小及形状等，从而进行细节分析和宏观观察等，推动科学研究。
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(TEM)讲义
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TEM操作与注意事项
操作步骤与技巧
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准备样品
选择适当的样品，进行适当的 处理和固定，以确保观察效果 最佳。
调整仪器参数
根据观察需求，调整透射电镜 的加速电压、放大倍数等参数 ，以达到最佳观察效果。
操作步骤
按照仪器操作手册的步骤进行 操作，包括安装样品、调整焦 距、观察记录等。
技巧
定量分析方法
颗粒统计
对图像中颗粒的数量、大 小和分布进行统计，计算 颗粒的平均尺寸和粒度分 布。
电子衍射分析
利用电子衍射技术分析晶 体结构和相组成，确定晶 格常数和晶面间距。
能谱分析
通过能谱仪测定图像中各 点的元素组成和相对含量， 进行定性和定量分析。
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TEM图像解析实例
晶体结构分析
利用高分辨的TEM图像，可以观察到晶体内部的原 子排列和晶体结构，如面心立方、体心立方或六方 密排结构等。
掌握操作技巧，如正确使用操 作杆、合理利用观察窗口等， 以提高观察效果和效率。
仪器维护与保养
定期清洁
定期对透射电镜进行清 洁，保持仪器内部和外
部的清洁度。
检查部件
更换消耗品
定期检查透射电镜的部 件，如电子枪、镜筒等，
确保其正常工作。
根据需要，及时更换透射 电镜的消耗品，如真空泵
油、电子枪灯丝等。
保养计划
在操作透射电镜时，应严格遵守操作规程， 确保仪器和人身安全。
THANK YOU
感谢聆听
80%
观察模式
根据观察目的选择不同的观察模 式，如明场、暗场、相位对比和 微分干涉等。
图像解析与解读
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透射电镜结构原理及明暗场成像
透射电镜结构原理及明暗场成像透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope, TEM）是一种利用电子束来观察物质微观结构的仪器。
与光学显微镜相比，透射电镜具有更高的分辨率和更强的放大能力。
其结构原理主要包括电子源、透射电子束、样品与透射电镜之间的相互作用、透射电镜成像系统。
1.电子源：透射电子显微镜主要使用热电子发射阴极作为电子源。
通常使用钨丝发射、氧化物表面发射或冷钨阴极等方式来产生电子束。
2.透射电子束：电子源发射出的电子经过一系列的电子光学透镜系统进行聚焦和调节，形成一束准直的电子束。
透射电子束的能量通常为几千伏到几十万伏之间，能量越高，穿透力越强。
3.样品与透射电镜之间的相互作用：透射电子束通过样品后，会与样品中的原子和分子发生相互作用。
这些相互作用包括散射、散射衍射和吸收。
这些相互作用使得电子束的方向、速度、能量等发生变化。
透射电子显微镜中的明暗场成像原理如下：1.明场成像：在明场条件下，样品中的透射电子束被物镜聚焦，形成一个清晰的像。
物体的亮度取决于电子束的强度，在没有样品的地方透射电子束强度最大，物体越厚，透射强度就越小，呈现出亮度变暗的效果。
明场成像适合于观察形貌和表面特性。
2.暗场成像：在暗场条件下，样品被遮挡住一部分区域，只有经过遮挡区域的电子束能够通过。
这样，只有经过散射才能把电子束引入投影镜，通过暗场的形成，呈现出样品的内部结构。
暗场成像适合于观察晶体缺陷、界面反应等。
总之，透射电子显微镜利用电子束的穿透性质，通过样品与电子束的相互作用以及透射电镜的光学系统，实现了对物质微观结构的高分辨率观察。
明暗场成像原理使得我们可以观察到不同结构和特性的样品的不同信息。
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。
tem透射电镜原理
tem透射电镜原理一、介绍透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，TEM）是一种使用电子束替代光束进行成像的高分辨率显微镜。
TEM透射电镜原理基于电子在物质中的透射和散射过程，通过探测透射电子的强度和角度来获取样品的结构和成分信息。
本文将深入探讨TEM透射电镜的原理及相关技术。
二、TEM透射电镜构成TEM透射电镜主要由电子源、准直系统、透射系统、成像系统和检测系统等组成。
1. 电子源电子源是TEM透射电镜的核心部件，常用的电子源有热阴极电子源和场发射电子源。
热阴极电子源通过将阴极加热产生热电子发射，而场发射电子源则通过在阴极上施加电场使电子从电子表面逸出。
2. 准直系统准直系统主要用于使电子束平行和聚焦，其中包括准直透镜和聚焦透镜。
准直透镜通过调节电场强度和方向来纠正电子束的倾斜和离轴度，而聚焦透镜则聚焦电子束到样品上。
3. 透射系统透射系统由样品台和样品支架组成，样品台用于放置样品并调节其位置，样品支架用于固定样品。
透射系统需要保持较高的真空环境，以避免电子束与大气分子的散射和吸收。
4. 成像系统成像系统是TEM透射电镜的重要组成部分，它由投影透镜、中间透镜和物镜透镜构成。
投影透镜用于将透射电子束聚焦到中间透镜上，中间透镜通过改变电子束的角度和位置来控制成像。
物镜透镜则进一步聚焦电子束并形成样品的显微图像。
5. 检测系统检测系统负责接收透射电子束通过样品后所得的信号，并将其转换为数字图像。
常见的检测器有荧光屏、透射电子束照相机和透射电镜扫描仪等。
三、TEM透射电镜原理TEM透射电镜的原理是基于电子在物质中的透射和散射过程。
当透射电子束通过样品时，它们与样品中的原子和电子相互作用，发生散射和透过过程。
散射会改变电子束的方向和能量，而透过则使电子束无散射地穿过样品。
透射电子的强度和角度是获取样品信息的重要参数。
强度反映了透射电子束通过样品的衰减程度，可以获得样品的吸收信息；角度则表示了透射电子的散射情况，可以获得样品的晶体结构和形貌信息。
透射电镜成像原理
透射电镜成像原理透射电镜成像原理（TEM）是用透射电镜来显示一个物体的内部结构的方法。
它是由德国科学家日耳曼发明的，其中，他发明了透射电镜，并用它来制作了图像。
由于其易用性和准确性，它被广泛应用于科学研究、工业生产、医学检查和其他领域。
它的主要原理是，对物质采用透射电镜观察，透射电子会经由物质放射出来，透射电镜会将这些透射出来的电子滤过一定的孔径，然后通过聚焦镜来聚焦，最终形成图像。
它主要由透射电子源、偏振镜、放大镜和探测器等部件组成。
透射电子源的功能是产生高能的透射电子，可以穿透物体的厚度。
偏振镜（Polarizer）的功能是调节电子的发射方向，减少不必要的电子背景干扰和散射。
放大镜的功能是通过聚焦使物体的电子模式得以放大，让图像更清晰更准确。
探测器的功能是将电子图像转换为电子信号，并将其传输到电脑。
最后，电脑经过处理，就可以得到物体的内部结构图像了。
TEM有很多优点，首先，它可以用来显示微小物质的成像，特别适用于观察细胞内的微小结构；其次，它可以显示物质的细节和结构，彰显出原子的信息；最后，它可以观察一些物质在微观尺度上的变化，如形状变化和位置变化等，以此进行分析和研究。
然而，它也存在一些缺点，比如使用过程复杂、成本高昂，而且容易受到背景噪声的干扰，准确性受到一定程度的影响。
另外，它也不能用于观察活细胞，因为当电子穿过它们时，会对其造成损伤。
TEM的应用范围非常广泛，它可以用于科学研究、工业生产、医学检查、过程控制等等。
在科学研究中，它可以用于研究材料内部结构，从而探索新领域；在工业生产中，它可以帮助分析物料的性质，以便更好地控制生产过程；在医学检查中，它可以用于检测细胞的异常，以便早期诊断和治疗。
透射电镜成像原理（TEM）是一种能够查看物质内部结构的技术，具有准确性高、精度高、成本低、应用范围广的特点。
它的发展和应用，为机械制造、精密制造、材料研究、医学检测等提供了全新的技术手段和方法，为科学技术发展做出了重要贡献。
透射电镜工作原理
透射电镜工作原理透射电镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种使用电子束代替光线的高分辨率显微镜，其原理基于电子的波动性。
相比于光学显微镜，透射电镜具有更高的分辨率和更大的放大倍数。
透射电镜的工作原理可以分为三个主要部分：电子源、样品和电子探测器。
首先，透射电镜的电子源通常是热阴极电子枪，它通过电子加速器产生高能电子束。
当电子从阴极中发射出来后，通过一系列的电磁透镜进行整形和聚焦，形成一个细小而密集的电子束。
接下来，电子束穿过一个极细的样品片，该样品片通常是由金属或其他材料制成的。
然而，由于电子波长非常短，所以需要非常薄的样品以便电子束能够穿过。
一般来说，样品的厚度通常在几个纳米至几十纳米之间。
然后，电子束通过样品后会遭遇各种相互作用，如散射、透射和吸收等。
这些相互作用会改变电子束的路径和强度。
透射电镜通过测量电子束的强度和角度变化，并根据这些变化得出关于样品的信息。
最后，电子束通过电子探测器进行检测。
常见的探测器包括像像面屏幕、荧光屏、像增强器、摄像机等，可以捕捉到电子束经过样品后的信息。
这些信息可以通过图像形成器形成显微图像，并且可以用来分析样品的结构、形貌和成分等。
透射电子显微镜具有非常高的分辨率，可以达到亚埃（1埃=10-10米）甚至更小的标量级。
这是由于电子的波长比光线的波长要小得多，从而可以克服光线在光学显微镜中的衍射极限。
因此，透射电子显微镜可以看到比光学显微镜更小的细节。
透射电子显微镜不仅可以观察晶体结构、原子排列、晶界和界面等纳米级尺度的细节，还可以提供化学信息，通过能谱仪、电子能量损失光谱仪等。
相比于其他显微镜，透射电子显微镜对样品的制备要求更高，因为样品必须非常薄且均匀，以保证电子束的透射。
总之，透射电子显微镜是一种利用电子束取代光线的高分辨率显微镜。
通过热阴极电子枪产生高能电子束、样品的透射与散射、以及电子束的探测，透射电子显微镜可以获得关于样品的结构、形貌和成分等详细信息。
透射电子显微镜(TEM)的原理
3）非晶态物质衍射。
典型的非晶衍射花样
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理论准备-----电子衍射原理
电子衍射是以满足（或基本满足）布 拉格方程作为产生衍射的必要条件。它与X 射线衍射相似。
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布拉格定律
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倒易点阵
电子衍射斑点与晶体点阵有一定对应关系，但不是晶体 某晶面上原子排列的直观影像。这些斑点可以通过另外一个 假想的点阵很好的联系起来---倒易点阵。 可以说，电子衍射斑点就是与晶体相对应的倒易点阵中 某一截面上阵点排列的像。
短焦距强磁透镜。把经中间镜形成的二次中间像及衍 射谱投影到荧光屏上，形成最终放大的电子像及衍射谱。 它可以保持图像的清晰度不受中间镜放大倍数的影响。
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物镜和投影镜属于强透镜，其放大倍数均为100
倍左右，而中间镜属于弱透镜，其放大倍数为0-20
倍。三级成像的总放大倍数为：
M 总 = M 物 ×M 中 ×M 投
我国电镜研制起步 较迟，1958年在长春 中国科学院光学精密 机械研究所生产了第 一台中型电镜，到 1977年生产的TEM分辨 率为0.3nm，放大倍率 为80万倍。
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点分辨率：0.23nm
晶格分辨率：0.14nm
加速電圧：80～200kV 倍率：×50～1,500,000
日本电子公司透射电镜 JEM-2100（HR）
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两种工作模式
成像操作 电子衍射操作
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成像操作
当电子束透过样品后，透 射电子带有样品微区结构 及形貌信息，呈现出不同 强度，经物镜后，在像平 面上形成中间像1； 调节中间镜激磁电流，使 其物平面和物镜像平面重 合，则荧光屏上得一幅放 大像。这就是成像操作。
L1 L2
透射电镜(TEM)
应用及特点
一：应用：透射电子显微镜在材料科学、生物学上应用较多。由于电子易散射或被物 体吸收，故穿透力低，样品的密度、厚度等都会影响到最后的成像质量，必须制备更 薄的超薄切片，通常为50～100nm。所以用透射电子显微镜观察时的样品需要处理得 很薄。常用的方法有：超薄切片法、冷冻超薄切片法、冷冻蚀刻法、冷冻断裂法等。 对于液体样品，通常是挂预处理过的铜网上进行观察。图为超薄切片的制备
显微镜原理对比图
应用举例
1.元素分布分析 利用微束技术对在光学显微镜下所选区域进行扫描分析，可 获得元素的分布图（线分布、面分布、深度分布和断层）， 来比较研究元素的区域（或相）分布特征。这类分析称为元 素分布分析。
合金元素在γ和γ’中的分布
应用举例
2.微观形貌观察
镍基高温合金蠕变后的位错形貌
应用举例
JEM2010－透射电子显微镜
原理
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， 从而使衍射钵的振幅分布不均匀，反映出晶体缺陷的分布。 3.相位像：当样品薄至100A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。
TEM组件
电子枪：发射电子，由阴极、栅极、阳极
组成。阴极管发射的电子通过栅极上的小孔 形成射线束，经阳极电压加速后射向聚光镜， 起到对电子束加速、加压的作用。 聚光镜：将电子束聚集，可用于控制照明强 度和孔径角。 样品室：放置待观察的样品，并装有倾转 台，用以改变试样的角度，还有装配加热、 冷却等设备。 物镜：为放大率很高的短距透镜，作用是 放大电子像。物镜是决定透射电子显微镜分 辨能力和成像质量的关键。 中间镜：为可变倍的弱透镜，作用是对电 子像进行二次放大。通过调节中间镜的电流， 可选择物体的像或电子衍射图来进行放大。 透射镜：为高倍的强透镜，用来放大中间 像后在荧光屏上成像。 此外还有二级真空 泵来对样品室抽真空、照相装置用以记录影 像
tem的工作原理
tem的工作原理
TEM（Transmission Electron Microscope，透射电子显微镜）
的工作原理是利用电子束的穿透性和波粒二象性，对物质的内部结构进行观察和分析。
TEM的工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 电子源发射电子束：TEM中通常采用热阴极或场发射阴极
作为电子源，通过加热或加电的方式产生电子束。
电子束在电子枪中发射出来，并进入加速管道。
2. 加速电子束：电子束进入加速管道后，受到静电场的加速作用，速度逐渐增加。
通常在加速管道中使用电压差使电子束加速。
3. 束缚电子进产生物质的相互作用：加速的电子束进入样品室，在进入样品之前，通过减速器减少电子束的能量，以避免对样品的损伤。
4. 物质的相互作用：电子束与样品中的物质相互作用时，发生散射、透射、吸收等过程。
散射会导致电子的偏转，通过探测器可以得到样品的散射图像信息。
5. 透射电子成像：经过样品的透射电子束会被透射电子透镜系统聚焦，进入投影平面，形成透射电子显微图像。
透射电子显微图像通过透射电子显微镜的成像系统将样品的微观结构放大到人眼可见的范围。
6. 分析和显示：透射电子显微图像通过相应的探测器进行采集和处理，利用计算机技术进行图像增强和重建，最终以图像的形式显示出来。
TEM的工作原理基于电子束的特性，能够实现对样品高分辨率的显微观测。
它在物理学、材料科学、生物学等领域有着广泛的应用，可以揭示物质的微观结构和性质，为科学研究提供了重要的工具和方法。
透射电镜的原理
透射电镜的原理透射电镜（Transmission Electron Microscope, TEM）是一种利用电子束来观察样品内部微观结构的高分辨率显微镜。
它的原理是利用电子的波粒二象性，通过透射样品并对透射电子进行成像，从而获得样品内部的高分辨率图像。
透射电镜的原理主要包括电子发射、电子透射、成像和检测四个主要步骤。
首先是电子发射。
透射电镜使用的电子源通常是热阴极，通过加热阴极，使其发射出高速电子。
这些电子经过加速和聚焦后形成电子束，用于透射样品。
其次是电子透射。
电子束穿过样品时，会与样品中的原子核和电子发生相互作用，产生散射和吸收。
透射电子束的强度和方向会受到样品内部结构的影响，因此可以通过测量透射电子的强度和方向来获取样品的内部结构信息。
然后是成像。
透射电镜使用电磁透镜来对透射电子进行成像。
透射电子束通过样品后，会被透镜聚焦成一个细小的电子束，然后投射到感光底片或电子传感器上，形成样品的高分辨率图像。
最后是检测。
透射电镜的成像系统会将透射电子束转换成可见的图像，通过调节透镜和检测器的参数，可以获得不同对比度和分辨率的图像。
透射电镜的原理虽然简单，但是在实际操作中需要考虑许多因素，比如样品的制备、透射电子的能量、透镜的性能等。
同时，透射电镜的应用也非常广泛，可以用于生物学、材料科学、纳米技术等领域的研究。
总的来说，透射电镜的原理是利用电子的波粒二象性，通过透射样品并对透射电子进行成像，从而获得样品内部的高分辨率图像。
它的应用范围广泛，对于研究微观结构和纳米材料具有重要意义。
希望本文能够对透射电镜的原理有一个简要的了解。
TEM简介
透射电子显微镜技术简介透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，TEM），简称透射电镜，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。
通常，透射电子显微镜的分辨率为0.1～0.2nm，放大倍数为几万～百万倍，用于观察超微结构，即小于0.2微米、光学显微镜下无法看清的结构，又称“亚显微结构”。
一、透射电镜的成像原理如图所示，电子枪发射的电子在阳极加速电压的作用下，高速地穿过阳极孔，被聚光镜会聚成很细的电子束照明样品。
因为电子束穿透能力有限，所以要求样品做得很薄，观察区域的厚度在200nm左右。
由于样品微区的厚度、平均原子序数、晶体结构或位向有差别，使电子束透过样品时发生部分散射，其散射结果使通过物镜光阑孔的电子束强度产生差别，经过物镜聚焦放大在其像平面上，形成第一幅反映样品微观特征的电子像。
然后再经中间镜和投影镜两级放大，投射到荧光屏上对荧光屏感光，即把透射电子的强度转换为人眼直接可见的光强度分布，或由照相底片感光记录，从而得到一幅图1. 透射电镜与普通光学显微镜结构对比具有一定衬度的高放大倍数的图像。
透射电子显微镜的成像方式可表述为：1.由电子枪发射高能、高速电子束；2.经聚光镜聚焦后透射薄膜或粉末样品；3.透射电子经过成像透镜系统成像；4.激发荧光屏显示放大图像；5.专用底片/数字暗室记录带有内部结构信息的高分辨图像；二、透射电子显微镜的结构透射电镜一般是由电子光学部分、真空系统和供电系统三大部分组成。
1．电子光学部分整个电子光学部分完全置于镜筒之内，自上而下顺序排列着电子枪、聚光镜、样品室、 物镜、中间镜、投影镜、观察室、荧光屏、照相机构等装置。
根据这些装置的功能不同又可将电子光学部分分为照明系统、样品室、成像系统及图像观察和记录系统。
TEM
透射电镜的样品制备原理
• 在透射电镜中，电子束是透过样品成像的，而电 子束的穿透能力不大，这就要求将样品制成很薄 的薄膜样品。
• 电子束穿透固体样品的能力，主要取决于加速电 压和样品物质的原子序数。一般来说，加速电压 越高，样品原子序数越低，电子束可以穿透的样 品厚度越大。 • 常用的透射电镜样品制备方法有: 支持膜法、复型法、晶体薄膜法、超薄切片法
透射电子像中，有三种衬度形成机制：
• 质厚衬度，衬度取决于质量厚度和原子序数差。
• 衍射衬度，是指晶体中各部分因满足衍射条件
（布拉格方程）的程度不同而引起的衬度，他是
利用电子衍射效应来产生晶体样品像衬度的一种
方法。
• 相位衬度
二.透射电镜的优缺点
• 优点：分辨本领优于0.2-0.3nm,放大倍数几十万倍；除放 大成像外还能进行结构分析。 • 缺点：对样品要求高，制备麻烦。样品被支撑它的铜网遮 住一部分，不能进行样品欲测区域的统、 真空系统和操作 控制系统四部分 组成。 • 其中电子光学系 统是电镜的主要 组成部分，通常 称为镜筒。
工作原理
透射电镜通常采用热阴极 电子枪来获得电子束作为 照明源。热阴极发射的电 子，在阳极加速电压的作 用下，高速穿过阳极孔， 然后被聚光镜汇聚成具有 一定直径的束斑照射到样 品上。 这种具有一定能量的电子 束与样品发生作用，产生 反映样品微区的厚度、平 均原子序数、晶体结构或 位向差别的多种信息。
共析碳钢的珠光体组织。在透射电镜下，其层片特征显示的十分 清晰，甚至可以精确的测量渗碳体片及其间距的宽度。
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三.透射电镜应用举例
• 水泥：电子衍射可以确定晶体结构、点阵常数和晶体 位向，选区电子衍射特别适用于分析那些难以分离的 微区物像的形貌结构和晶体结构。 • 陶瓷：借助透射电镜，对黏土矿物进行形态研究，可 以得出所测矿物颗粒的立体形态及结晶程度等形态学 概念。 • 金属：透射电镜在金相分析和金属断口分析方面得到 了广泛的应用。在金属断口分析方面，人们借助透射 电镜比肉眼和放大镜更深刻的认识断口的特征，揭示 断裂过程机制，研究影响断裂的各种因素，对失效分 析非常有效。在金相分析方面，利用透射电镜的高放 大倍数，可以显示光学显微镜无法分辨的显微组织细 节。
tem透射电镜原理
tem透射电镜原理TEM透射电镜是一种高分辨率的显微镜，它可以用来观察物质的微观结构。
TEM透射电镜的原理基于电子的波动性和衍射现象，通过将电子束穿过样品并记录其散射模式来获得样品内部的信息。
下面将详细介绍TEM透射电镜的原理。
一、电子束的发生和聚焦TEM透射电镜中使用加速器产生高速电子，这些电子被聚焦成一个极小的束，并通过一个准直器进入样品。
准直器通常由多个金属环组成，它们可以控制聚焦和准直度。
在穿过样品之前，电子束必须经过一系列光学元件进行聚焦。
二、样品制备在进行TEM透射电镜观察之前，样品必须进行特殊制备以确保其具有足够的薄度和透明度。
通常采用切片技术来制备样品，将样品切成非常薄的片（通常在10-100纳米范围内），然后使用特殊技术将其支撑在网格上。
三、衍射当电子束穿过样品时，它们与样品中的原子发生相互作用，导致电子束的散射。
这些散射电子会在样品中产生衍射图案，这个图案可以被记录下来并用于确定样品内部的结构。
四、透射除了散射，一部分电子束也会穿过样品并达到检测器。
这些透射电子可以提供有关样品内部结构的信息，并且通常用于获得高分辨率图像。
五、成像TEM透射电镜使用成像技术来捕捉衍射和透射电子的信号，并将其转换为图像。
通常使用荧光屏或CCD相机来记录图像。
由于TEM透射电镜具有非常高的分辨率，因此可以获得非常详细的图像，甚至可以观察到单个原子。
六、应用TEM透射电镜广泛应用于材料科学、纳米技术、生物学和化学等领域。
它可以帮助科学家们研究材料和生物体系的微观结构，并且在新材料开发和药物研究方面具有重要作用。
总之，TEM透射电镜是一种非常重要的显微镜，它使用电子束来观察物质的微观结构。
它的原理基于电子的波动性和衍射现象，并且可以帮助科学家们研究材料和生物体系的微观结构。
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。
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透射电镜（TEM）原理及应用介绍
人的眼睛只能分辨1/60度视角的物体，相当于在明视距离下能分辨0.1mm的目标。
光学显微镜通过透镜将视角扩大，提高了分辨极限，可达到2000A。
光学显微镜做为材料研究和检验的常用工具，发挥了重大作用。
但是随着材料科学的发展，人们对于显微镜分析技术的要求不断提高，观察的对象也越来越细。
如要求分表几十埃或更小尺寸的分子或原子。
一般光学显微镜，通过扩大视角可提高的放大倍数不是无止境的。
阿贝（Abbe）证明了显微镜的分辨极限取决于光源波长的大小。
在一定波长条件下，超越了这个极限度，在继续放大将是徒劳的，得到的像是模糊不清的
TEM简介
透射电子显微镜（英语：Transmission electron microscope，缩写TEM），简称透射电镜，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。
通常，透射电子显微镜的分辨率为0.1～0.2nm，放大倍数为几万～百万倍，用于观察超微结构，即小于0.2微米、光学显微镜下无法看清的结构，又称亚显微结构。