电子显微镜发展史
显微镜的发展历史及电子显微镜在现代工程技术中的应用
简述显微镜的发展历史，并列出至少两项电子显微镜在现代工程技术中的应用。
1、简述显微镜的发展史14世纪：眼镜首先在意大利诞生1590：荷兰眼镜制造商和父亲和儿子的团队，汉斯和撒迦利亚扬森，创建了第一个显微镜。
1667：罗伯特胡克的著名的“Micrograph”出版，其中概述了虎克使用显微镜的各种研究。
1675：输入安东列文虎克，用一个镜头显微镜观察昆虫和其它标本。
列文虎克是第一个观察细菌。
18世纪：随着技术的改进，显微镜成为科学家之间更受欢迎。
这部分是因为发现两种类型的玻璃相结合，减少了色差的效果。
1830：约瑟夫杰克逊制表人发现，在不同距离的弱镜头一起使用，提供了清晰的放大倍率。
1878年：一个数学理论，光的波长将决议恩斯特阿贝发明。
1903年：理查德Zsigmondy发明了超显微镜，允许的光的波长下观察标本。
1932年：透明的生物材料研究弗里茨Xernike相衬显微镜的发明第一次使用时间。
1938年：相衬显微镜发明后短短六年来在电子显微镜下，由恩斯特鲁斯卡，他们意识到，使用电子显微镜增强分辨率开发。
1981年：标本图像的3 –D可能由Gerd Binnig和Rohrer海因里希的扫描隧道显微镜的发明。
2、两项电子显微镜在现代工程技术中的应用实例1）金属材料的中第二相和夹杂物类型的形貌观察和辨别，扫描电镜能清楚地观察金属材料韵中第二相和夹杂物类型的形貌特征，还能通过能谱仪对第二相和夹杂物的组成元素进行分析。
从而分析判别第二相和夹杂物类型和来源。
2）金属材料断口和机械零件失效分析。
断口和机械零件失效分析理论是以电镜观察和分析为基础发展起来的一门学科。
借助观察研究断口。
能清楚地认识断口的特征、性状、揭示断裂过程的机制。
研究影响金属材料断裂过程及断口形貌的各种因素，从而指导生产实践和分析材料失效断裂的原因。
（。
电子显微镜的发展历程
“科学之眼“越来越亮——电子显微镜的发展历程摘要：Ruska和Knowll在1932年（有说是1931年和1933年的）研制成功第一台电子显微镜。
经过半个多世纪的发展，已广泛应用到自然科学的许多学科中，并且极大推动了这些学科的发展。
在七十年代电子显微镜终于实现了人们直接观察原子的长期愿望，电子显微镜成了“科学之眼”。
一门新兴的电子显微学因此而诞生。
而Ruska也因此而获得1986年诺贝尔物理奖。
在生命科学，由于电子显微镜技术的迅速发展和应用，改变了细胞学、组织学、病毒学、分类学和分子生物学等的面貌，促使生物学从细胞水平进入到分子水平；它也成为生物学、医学、农林等学科研究工作中极为重要的手段。
近年来，我国拥有越来越多的电子显微镜，应用也越广泛，不少高等院校都相继开设相关的课程。
“科学之眼”不仅在外国，在我国也会越来越亮，开花结果，前途光明。
关键词：电子显微镜扫描电子显微镜透射电子显微镜扫描透射显微镜正文：电子显微镜问世已有半个多世纪了，但其应用于医学、生物学，尤其是细胞学的研究方面才只有二十余年的历史。
我国学者在六十年代初期开始这方面的工作。
下面我们来看一下电子显微镜的总体发展历程。
一．电子显微镜的总体发展历程人类对于生物微观世界的认识过程，有着一段漫长的历史。
荷兰人列文虎克(Leeuwenhoek)在300年前创制成功世界上第一架显微镜，发现了当时人们还不知道的微生物世界。
这是显微镜第一次显示其巨大作用。
早在一百年以前，朴率克(Plucker)就曾在盖斯雷管的阴极近管壁上发现过一种黄绿色的光辉，但他当时对这一现象并无认识，未予重视。
自从1924年德布罗意提出了电子与光一样，具有波动性的假说和1926年Busch发现了旋转对称、不均匀的磁场可作为一个用于聚焦电子束的透镜，就为后来的电子显微镜的问世奠定了理论基础，这就打开了电子光学的大门。
经六年后，到1932年克诺露(Knoll)及鲁斯卡(Ruska)等人首次发表了关于电子显微镜的实验和理论研究，并试制成功第一台电磁式电子显微镜。
电切镜发展历程
电切镜发展历程电切镜（电子显微镜）是一种使用电子束来观察微观结构的仪器。
它的发展历程可以追溯到19世纪末期的电子物理学研究。
1897年，英国科学家汤姆逊发现了电子的存在，这一发现奠定了电子物理学的基础。
随着对电子性质的研究的不断深入，科学家开始思考如何利用电子束观察微观结构。
1931年，德国工程师拉斯曼发明了电子显微镜的雏形，该仪器能够使用电子束观察物体的表面形貌。
然而，由于技术限制，这种仪器并不能提供足够的细节和清晰度。
在20世纪40年代，随着电子束技术和电子学的进步，电子显微镜得以进一步发展。
1942年，赫尔曼发明了第一台真正的电子显微镜，该仪器能够同时观察物体的表面和内部结构。
1951年，美国物理学家鲁斯卡和戴维森发明了扫描电镜（SEM），该仪器通过扫描电子束来观察物体的表面形貌，提供了更高的细节和清晰度。
扫描电镜的发明极大地推动了电子显微镜技术的发展。
在1960年代，电子显微镜技术迎来了一次革命性的突破。
美国科学家戴维斯发明了透射电子显微镜（TEM），该仪器能够观察物体的内部结构，并提供原子级别的分辨率。
透射电子显微镜的发明使得科学家能够深入研究原子的排列和物质的结构。
20世纪70年代，随着计算机技术的进步，电子显微镜的图像处理能力得到了大幅提升。
科学家们开发出了一系列图像处理算法，可以更好地处理和分析电子显微镜图像，进一步提高了分辨率和清晰度。
21世纪初，电子显微镜技术继续向前发展。
为了提高分辨率和观察样品的能力，科学家们发明了原子力显微镜（AFM）和场发射透射电子显微镜（FETEM）。
原子力显微镜可以观察到原子和分子级别的结构，而场发射透射电子显微镜可以在高真空环境下观察样品的凝聚态和晶体结构。
总之，电子显微镜的发展经历了一个由最初的雏形到扫描电镜和透射电子显微镜的阶段。
随着计算机技术和图像处理算法的进步，电子显微镜的分辨率和清晰度不断提高，为微观结构的研究提供了更多的细节和信息。
电子显微镜的发展对于物理学、化学、材料科学等领域的研究起到了重要的推动作用。
中国扫描电子显微镜的发展历史
中国扫描电子显微镜的发展历史1、1965年，中国科学院科学仪器厂设计研制我国第一台DX-2型透射式电子显微镜。
2、1975年，中国科学院科学仪器厂自行研制成功电子显微镜DX-3型，主要指标达当时国际先进水平。
1978年获全国科学大会一等奖。
3、1977年7月，上海新跃仪表厂完成SMDX-1P型微区分析扫描电镜。
4、1977年，中国科学院科学仪器厂研制成功X-3F双道X射线光谱仪。
与DX-3扫描电镜匹配，发展为DX-3A分析扫描电镜。
获1978～1979年中国科学院重大科技成果一等奖。
5、1978年，上海新跃仪表厂鉴定台式TSM-1型扫描电镜（30nm，17kV），获上海市重大科技成果奖及1983年国家经济委员会颁发的优秀新产品证书。
6、1979年，云南大学物理系自行设计研制的YWD-1A型扫描电镜。
7、1979年，江南光学仪器厂于完成DXS-1小型扫描电镜。
8、1980年，中国科学院科学仪器厂研制成功DX-5型扫描电镜，获中国科学院1986年科技进步奖。
9、1982年，上海第三分析仪器厂生产400型台式扫描电镜。
10、1983年，江南光学仪器厂完成DXS-X2 普及型分析扫描电镜。
获南京市科技进步二等奖。
11、1983年，中国科学院科学仪器厂从美国Amray公司引进微机控制、分辨本领6nm，功能齐全的Amray-1000B扫描电镜生产技术。
12、1985年，中国科学院科学仪器厂生产了KYKY-1000B 扫描电镜，共生产100台。
获1988年国家科技进步奖二等奖，并列为我国1979～1988年重大科技成果。
13、1985年，上海新跃厂完成DXS-10普及型扫描电镜，获1985年上海市优秀新产品奖二等奖。
14、1987年，中国科学院科学仪器厂实现了Amray-1000B扫描电镜国产化。
制成了大试样室，及背反射电子探测器，可获得元素成分分布图像。
配备了低温试样台（-170℃～＋18℃连续可调，冷刀可断裂试样，适于观察生物及含水试样）和试样拉伸台。
电子显微镜技术在生物学领域中的应用
电子显微镜技术在生物学领域中的应用电子显微镜是一种先进的技术，其分辨率高，能够提供高质量的图像，已被广泛地应用于生物学研究领域。
电子显微镜技术可以看到更小、更细节的生命单位，这为生物学家们带来了许多新的机会和挑战。
在这篇文章中，我们将深入探讨电子显微镜技术在生物学领域中的应用和意义。
一、电子显微镜技术在生物学中的历史电子显微镜起源于1931年，当时杰出的物理学家Ernst Ruska发明了一个名为“电子透镜”的装置，可以增强电子的质量与焦距，从而能够成像生命的微观结构。
研究人员先是利用电子显微镜技术观察了生物细胞的基本形态，并研究了细胞器的组成和功能，进而更深入地研究大分子的组成和三维结构。
在20世纪60年代，传统的电子显微镜得到了极其重要的革命性变化，后来发展出了扫描和透射电子显微镜。
这些技术大大提高了分辨率和质量，并成为生物学的核心工具。
当前，该领域得到了广泛应用，成为生物学研究的重要工具。
二、电子显微镜技术优缺点电子显微镜和光学显微镜不同，电子显微镜使用的是电子束而不是光束。
由于电子的波长比光的波长要短得多，因此电子显微镜的分辨率要高得多，可以揭示生物细胞的小分子和原子结构。
然而，电子显微镜需要对样品进行准备和固定，因为电子束可能会破坏样品中的生物大分子。
此外，在电子显微镜中使用的样品是在高真空中的，这些样品都是成为某种形状的薄层，通常需要一些特别的切割/操作来处理它们。
三、电子显微镜技术在生物学中的应用电子显微镜应用广泛，例如，它能用于观察细胞结构、细胞质内小器官和分子运输，以及生物分子的结构等等。
这些技术能够深入理解生物分子和生物作用机制，可以进行众多的分析。
有了电子显微镜技术的支持，细胞结构的研究大量加速，人类也能够更好地了解人类或动物的内部结构。
这些领域中，这项技术已经带来了突破，这为研究细胞问题和相关疾病的原因提供了有力证据和新的思路。
此外，电子显微镜技术在静态和动态实验方面也有广泛应用，例如，红细胞的形成和移动、骨骼肌运动等等将可以更加精确地被研究。
电子显微镜的发展与应用
电子显微镜的发展与应用电子显微镜是一种现代高科技仪器，它通过聚集电子束对材料的显微结构进行观察和分析，是材料科学、物理学等领域中最常用的分析手段之一。
本文将从电子显微镜的历史、原理、技术特点和应用方面进行介绍。
一、电子显微镜的历史电子显微镜是现代显微镜技术中的一种新型仪器，它的历史可以追溯到20世纪30年代末期。
当时人们开始尝试用电子束来取代光束观察物体的微小结构，以期获得更高分辨率的成像效果。
在短短几十年的时间里，电子显微镜技术得到了快速发展，主要表现在以下几个方面：1. 改善电子源的性能，例如提高电子束的能量和亮度，使得电子束更容易穿透厚样品。
2. 发展各种种类的探针，例如扫描探针显微镜、透射电子显微镜、衍射电子显微镜等，不同的探针具有不同的优缺点，可根据具体需求进行选择。
3. 发展样品制备技术，例如离子切割技术、冷冻切片技术、金属薄膜制备技术等，这些技术可提高样品的表面平整度和断面质量，从而获得更高质量的显微图像。
二、电子显微镜的原理电子显微镜的原理主要是利用电子束与样品相互作用所产生的各种信号（例如散射、透射、反射等信号），通过探针来探测这些信号从而获得目标物体的显微结构信息。
下面我们来分别介绍以下两种常用的电子显微镜：1. 透射电子显微镜透射电子显微镜原理与传统光学显微镜类似，通过透射样品的电子束来获得样品内部结构的信息。
透射电子显微镜的分辨率通常可以达到0.1nm左右，是目前分辨率最高的显微镜之一。
它适用于物质结构的研究，例如晶体学、材料学等领域。
2. 扫描电子显微镜扫描电子显微镜则是利用电子束的散射、反射信号来获取材料的表面形貌和组成信息。
其分辨率可以达到纳米级别，具有高度的表面灵敏度。
扫描电子显微镜适用于纳米材料、生物样品以及矿物材料等领域的研究。
三、电子显微镜的技术特点电子显微镜的技术特点主要表现在以下几个方面：1. 高分辨率：电子显微镜的分辨率远远高于光学显微镜，可以达到亚纳米级别，从而获得更为细节的结构信息。
电子显微镜简介
电子显微镜
电子显微镜的发展史 电子显微镜的组成
电子显微镜的种类
电子显微镜的发展史
Max Knoll(1897-1969)
二次电子像
二次电子像主要反映样品外表的立体形貌。由于样品的表面是 高低参差的，凹凸不一。当电子轰击样品时，因受力角度不同，造 成激发角度亦不相同，所以激发出的二次电子量也不同;又因入射角 度方向不同，二次电子空间散射角度和方向也不同。
指被入射电子轰击出来的核外电子。由于原子核和外 层价电子间的结合能很小，当原子的核外电子从入射电子 获得了大于相应的结合能的能量后，可脱离原子成为自由 电子。如果这种散射过程发生在比较接近样品表层处，那 些能量大于材料逸出功的自由电子可从样品表面逸出，变 成真空中的自由电子，即二次电子。二次电子来自表面510nm的区域。它对试样表面状态非常敏感，能有效地显 示试样表面的微观形貌。
电子显微镜的组成
电子显微镜由镜筒、真空装置和电源柜三部分组成。
• 镜筒主要有电子源、电子透镜、样品架、荧光屏和探测器 等部件，这些部件通常是自上而下地装配成一个柱体。电 子透镜用来聚焦电子，是电子显微镜镜筒中最重要的部件。 • 真空装置用以保障显微镜内的真空状态，这样电子在其路 径上不会被吸收或偏向，由机械真空泵、扩散泵和真空阀 门等构成，并通过抽气管道与镜筒相联接。 • 电源柜由高压发生器、励磁电流稳流器和各种调节控制单 元组成。
透射电子显微镜
概念
这是一种电子束透过样品直接成像的电镜，其电子束的 加速电压一般为50~122kv，观察样品的切片厚度1~500nm。
显微镜发展史(2024)
引言概述：显微镜是一种重要的科学工具，可以帮助人们观察和研究微观世界。
它的发展历史可以追溯到17世纪，随着科技的进步，显微镜的功能和性能不断提高。
本文将对显微镜的发展史进行详细阐述，包括起源、初期发展、光学显微镜的兴起、电子显微镜的发展以及现代显微镜的应用。
正文内容：一、起源1.古代显微镜的起源：古代人们使用简单的光学透镜来观察放大镜下的世界。
2.单透镜显微镜的出现：17世纪早期，荷兰物理学家赫维略在一次偶然的实验中发现了透镜的放大效果，开创了单透镜显微镜的先河。
3.客观镜与物体镜的引入：17世纪中期，荷兰科学家李文虎布鲁克首次使用双透镜来观察样品，创造了客观镜和物体镜的组合方式，使观察更加清晰。
二、初期发展1.赫维略显微镜：赫维略设计并制造了可以放大数十倍的单透镜显微镜，成为显微镜的起源。
2.Leeuwenhoek显微镜：李文虎布鲁克进一步改进了显微镜的设计，制造出了更高放大倍数的显微镜，可以观察更小的物体。
三、光学显微镜的兴起1.双物体镜显微镜：18世纪，英国科学家兜爷改进了显微镜的设计，将物体镜和物体镜交替使用，显著提高了放大倍数。
2.玻璃棒法：19世纪初，罗斯科发现将玻璃棒放在熔融金属中制作物体镜可以得到更高质量的透镜，提高了显微镜的分辨率。
3.亚微米尺度的观察：19世纪中期，奥地利物理学家阿贝尔发展了现代光学理论，使得显微镜可以观察到亚微米尺度的物体，如细胞和细胞器。
四、电子显微镜的发展1.电子显微镜的原理：电子显微镜利用电子束取代了光线，通过电磁透镜对电子束进行聚焦，从而获得更高的分辨率。
2.传递电子显微镜：20世纪初，德国科学家卡尔·盖因茨发明了传递电子显微镜，首次实现对原子和分子的观察。
3.扫描电子显微镜：20世纪中期，美国科学家埃尔文·穆勒发明了扫描电子显微镜，可以对表面进行高分辨率的成像。
五、现代显微镜的应用1.生物学研究：显微镜在生物学领域的应用非常广泛，可以观察细胞、组织和器官的结构与功能。
浅谈电子显微镜的发展史
浅谈电子显微镜的发展史电子显微镜的发展史是一个不断探索和创新的过程，经历了多个阶段的演变和发展。
下面将详细介绍电子显微镜的发展历程。
1.早期的研究电子显微镜的发明可以追溯到19世纪末和20世纪初。
1873年，英国物理学家托马斯·克鲁克斯（Thomas Crookes）首先提出了电子显微镜的基本概念。
他认为电子在磁场和电场的作用下，可以形成一种类似于光线透镜的效果，从而实现对微小物体的放大。
然而，这一时期的科学家们并没有找到合适的方法来实现电子的聚焦和成像。
2.电子显微镜的初步研制20世纪初，科学家们开始尝试利用磁场和静电场来聚焦电子，并实现电子显微镜的初步研制。
1928年，德国物理学家恩斯特·阿贝（Ernst Abbe）提出了利用磁透镜来聚焦电子的原理，并申请了相关专利。
随后，德国物理学家马克斯·克诺尔（Max Knoll）和帕斯卡·约尔丹（Pascal Jordan）进一步发展了这一思想，并成功研制出了世界上第一台电子显微镜。
3.电子显微镜的改进和发展在初步研制成功后，科学家们开始对电子显微镜进行不断改进和发展。
1931年，德国物理学家发现了电子与物质相互作用的现象，这一发现对于电子显微镜的发展具有重要意义。
随后，荷兰物理学家弗里茨·凡·昂德霍弗（Frits van den Ende）对电子显微镜进行了改进，提高了成像的质量和分辨率。
4.现代电子显微镜的诞生20世纪50年代和60年代，随着科学技术的发展，电子显微镜的分辨率得到了进一步提高。
在这一时期，科学家们发现了高分子薄膜作为衬底材料对提高电子显微镜分辨率的作用，这一发现被称为“薄膜技术”。
利用薄膜技术，科学家们成功研制出了现代电子显微镜，具有更高的分辨率和更广泛的应用范围。
5.电子显微镜的应用拓展随着电子显微镜技术的不断发展，其应用领域也得到了不断拓展。
如今，电子显微镜已成为生物学、医学、材料科学、地质学等多个领域中重要的研究工具。
电子显微镜发展历程
“科学之眼“越来越亮——电子显微镜的发展历程摘要：Ruska和Knowll在1932年（有说是1931年和1933年的）研制成功第一台电子显微镜。
经过半个多世纪的发展，已广泛应用到自然科学的许多学科中，并且极大推动了这些学科的发展。
在七十年代电子显微镜终于实现了人们直接观察原子的长期愿望，电子显微镜成了“科学之眼”。
一门新兴的电子显微学因此而诞生。
而Ruska 也因此而获得1986年诺贝尔物理奖。
在生命科学，由于电子显微镜技术的迅速发展和应用，改变了细胞学、组织学、病毒学、分类学和分子生物学等的面貌，促使生物学从细胞水平进入到分子水平；它也成为生物学、医学、农林等学科研究工作中极为重要的手段。
近年来，我国拥有越来越多的电子显微镜，应用也越广泛，不少高等院校都相继开设相关的课程。
“科学之眼”不仅在外国，在我国也会越来越亮，开花结果，前途光明。
关键词：电子显微镜扫描电子显微镜透射电子显微镜扫描透射显微镜正文：电子显微镜问世已有半个多世纪了，但其应用于医学、生物学，尤其是细胞学的研究方面才只有二十余年的历史。
我国学者在六十年代初期开始这方面的工作。
下面我们来看一下电子显微镜的总体发展历程。
一．电子显微镜的总体发展历程人类对于生物微观世界的认识过程，有着一段漫长的历史。
荷兰人列文虎克(Leeuwenhoek)在300年前创制成功世界上第一架显微镜，发现了当时人们还不知道的微生物世界。
这是显微镜第一次显示其巨大作用。
早在一百年以前，朴率克(Plucker)就曾在盖斯雷管的阴极近管壁上发现过一种黄绿色的光辉，但他当时对这一现象并无认识，未予重视。
自从1924年德布罗意提出了电子与光一样，具有波动性的假说和1926年Busch发现了旋转对称、不均匀的磁场可作为一个用于聚焦电子束的透镜，就为后来的电子显微镜的问世奠定了理论基础，这就打开了电子光学的大门。
经六年后，到1932年克诺露(Knoll)及鲁斯卡(Ruska)等人首次发表了关于电子显微镜的实验和理论研究，并试制成功第一台电磁式电子显微镜。
高分辨率电子显微镜技术
高分辨率电子显微镜技术电子显微镜（Electronic Microscope）是一种使用电子豪森对物体进行照射并通过对电子束散射的收集与分析得到物体细节的一种显微镜。
高分辨率电子显微镜技术（High-Resolution Electron Microscopy，简称HRTEM）是现代科学研究中非常重要的一项技术。
一、电子显微镜技术的发展历史电子显微镜技术起源于1931年，由德国物理学家布舍发明，但由于受限于技术条件，直到20世纪40年代中期才真正得到发展。
1942年，于堪萨斯州的University of Toronto的莱斯特·布罗德比率先提出了电子显微镜的设计图纸，开创了电子显微镜的时代。
50年代，随着透射电子显微镜的发展，人们开始能够观察到原子尺度下的细节。
在20世纪60年代，随着扫描电子显微镜的问世，人们能够观察到更高的分辨率，表面形貌也可见，这推动了材料科学和生物科学的研究。
二、高分辨率电子显微镜的原理与结构高分辨率电子显微镜主要包括以下三个部分：电子源、透射系统和检测系统。
电子源是指发射电子的装置，常见的有热阴极和场发射电子源。
透射系统是指将电子束引导到样品的过程，其中最关键的是电子透镜系统，用于聚焦电子束。
检测系统可以分为像差补偿系统和探测器系统。
在高分辨率电子显微镜中，通过控制电子的聚焦和倾斜，利用电子在物质中的相互作用与散射产生的信息，可以得到高分辨率的图像。
三、高分辨率电子显微镜应用领域1. 材料科学领域：高分辨率电子显微镜技术可以观察到材料的原子结构、晶格缺陷、界面结构等细节，有助于研究新材料的合成和性能优化。
2. 纳米科学与纳米技术领域：高分辨率电子显微镜技术能够观察到纳米材料的形貌、内部结构和元素成分等信息，对纳米材料的制备和性质研究有重要意义。
3. 生物学领域：高分辨率电子显微镜技术可以观察到生物组织细胞的超微结构，对于解析生物分子的结构和功能具有重要的作用，如观察到蛋白质的三维结构、细胞器的形态和分布等。
电子显微镜
第一章电子显微镜基本原理1 电子显微镜的发展简史2 电子波的波长3 电磁透镜4 电磁透镜的缺陷5 电磁透镜的景深和焦长6 电子显微镜的构成7 与光学显微镜的比较1 电子显微镜的发展简史（1）电子显微镜的诞生，首先在医学生物上得到应用，随后用于金属材料研究。
1949年海登莱西（Heidenreich）第一个用透射电镜观察了用电解减薄的铝试样；20世纪50年代开始，电镜直接观察到位错层错等以前只能在理论上描述的物理现象；1970年日本学者首次用透射电镜直接观察到重金属金的原子近程有序排列，实现了人类两千年来直接观察原子的夙愿。
2电子显微镜包括以下三种类型的仪器：扫描电子显微镜：用于微形貌观察、显微成（SEM）分分析透射电子显微镜：用于微结构分析、微形貌（TEM）观察电子探针：微区成分分析、显微形貌观察（EPMA）3光学显微镜的局限性任何显微镜的用途都是将物体放大，使物体上的细微部分清晰地显示出来，帮助人们观察用肉眼直接看不见的东西。
假如物体上两个相隔一定距离的点，利用显微镜把他们区分开来，这个距离的最小极限，即可以分辨的两个点的最短距离称为显微镜的分辨率，或称分辨本领。
人的眼睛的分辨本领为0.5mm左右。
一个物体上的两个相邻点能被显微镜分辨清晰，主要依靠显微镜的物镜。
假如在物镜形成的像中，这两点未被分开的话，则无论利用多大倍数的投影镜或目镜，也不能再把它们分开。
根据光学原理，两个发光点的分辨距离为：∆r0：两物点的间距；λ：光线的波长；n：透镜周围介质的折射率；sinα：数值孔径，用N.A表示。
将玻璃透镜的一般参数代入上式，即最大孔径半角α=70-75︒，在介质为油的情况下，n＝1.5,其数值孔径nsinα＝1.25-1.35，上式可化简为：这说明，显微镜的分辨率取决于可见光的波长，而可见光的波长范围为3900 - 7600Å，故而光学显微镜的分辨率不可能高于2000Å。
电子显微镜的发展简史（7）为进一步提高分辨率，唯一的可能是利用短波长的射线。
电子显微镜的发展历程
“科学之眼“越来越亮——电子显微镜的发展历程摘要：Ruska和Knowll在1932年（有说是1931年和1933年的）研制成功第一台电子显微镜。
经过半个多世纪的发展，已广泛应用到自然科学的许多学科中，并且极大推动了这些学科的发展。
在七十年代电子显微镜终于实现了人们直接观察原子的长期愿望，电子显微镜成了“科学之眼”。
一门新兴的电子显微学因此而诞生。
而Ruska也因此而获得1986年诺贝尔物理奖。
在生命科学，由于电子显微镜技术的迅速发展和应用，改变了细胞学、组织学、病毒学、分类学和分子生物学等的面貌，促使生物学从细胞水平进入到分子水平；它也成为生物学、医学、农林等学科研究工作中极为重要的手段。
近年来，我国拥有越来越多的电子显微镜，应用也越广泛，不少高等院校都相继开设相关的课程。
“科学之眼”不仅在外国，在我国也会越来越亮，开花结果，前途光明。
关键词：电子显微镜扫描电子显微镜透射电子显微镜扫描透射显微镜正文：电子显微镜问世已有半个多世纪了，但其应用于医学、生物学，尤其是细胞学的研究方面才只有二十余年的历史。
我国学者在六十年代初期开始这方面的工作。
下面我们来看一下电子显微镜的总体发展历程。
一．电子显微镜的总体发展历程人类对于生物微观世界的认识过程，有着一段漫长的历史。
荷兰人列文虎克(Leeuwenhoek)在300年前创制成功世界上第一架显微镜，发现了当时人们还不知道的微生物世界。
这是显微镜第一次显示其巨大作用。
早在一百年以前，朴率克(Plucker)就曾在盖斯雷管的阴极近管壁上发现过一种黄绿色的光辉，但他当时对这一现象并无认识，未予重视。
自从1924年德布罗意提出了电子与光一样，具有波动性的假说和1926年Busch发现了旋转对称、不均匀的磁场可作为一个用于聚焦电子束的透镜，就为后来的电子显微镜的问世奠定了理论基础，这就打开了电子光学的大门。
经六年后，到1932年克诺露(Knoll)及鲁斯卡(Ruska)等人首次发表了关于电子显微镜的实验和理论研究，并试制成功第一台电磁式电子显微镜。
电子显微镜技术的发展历程
电子显微镜技术的发展历程电子显微镜技术是一种高分辨率成像技术，是现代材料科学和生物科学研究中不可缺少的工具之一。
下面将介绍电子显微镜技术的发展历程。
一、电子显微镜技术的初期发展电子显微镜技术的发展源于1930年代，当时，德国科学家Ernst Ruska首次设计了电子显微镜，这种显微镜是利用电子束代替光学显微镜中的光束。
随着电子显微镜技术的发展，人们能够对物质的微观结构进行观察和研究，这种技术的广泛运用对于材料科学和生物科学的研究进展有着举足轻重的影响。
二、电子显微镜技术的完善在电子显微镜技术初期的发展过程中，电子显微镜的分辨率受到了很大的限制，这往往导致了成像的模糊和不清晰。
在20世纪50年代，美国科学家Ernst Ruska和Max Knoll发明了扫描电子显微镜（SEM），这种显微镜利用电子束扫描样品表面，对样品进行成像。
SEM的发明不仅提高了成像的分辨率，而且使得更大范围内的样品都可以被观察到。
在1957年，英国科学家Jane Henry发明了透射电子显微镜（TEM）。
TEM是通过以极高的速度射入样品的电子束来观察样品的微小结构。
透射电子显微镜技术的发展具有重大意义，因为它可以使人们观察到远低于光学显微镜分辨率的结构。
三、电子显微镜技术的进一步发展随着电子显微镜技术的进一步发展，人们的观察深度和成像分辨率得到了显著提高。
在1985年，日本科学家Akira Tonomura发明了称为选择电子束照明（SELIM）的技术，该技术可以使电子束的厚度变化，从而提高了成像质量。
2003年，美国科学家Gerd Binning和Heinrich Rohrer因在扫描隧道显微镜（STM）的提出而获得了诺贝尔物理学奖。
STM是一种高分辨率的成像方法，它可以使人们观察并检测样品表面上的原子和分子。
现在，电子显微镜技术已经成为无机和有机材料研究的重要工具，同时也在医学和生物学研究中应用越来越广泛。
近年来，人们还研究出了新的技术和应用，例如透射电子显微镜的同步辐射版本（STEM），高角度透射电子显微镜（HAADF-STEM）和透射电镜强制振动激光技术（TEM-VCF）等。
电子显微镜技术的发展
电子显微镜技术的发展电子显微镜是现代科学和工业领域中必不可少的基础设备。
它利用电子束而不是光束成像样品，可以显微级别下观测材料碾制的表面结构和内部状态，为材料科学的发展提供了有力工具。
随着现代科技的不断进步，电子显微镜技术也在不断发展。
本文旨在介绍电子显微镜技术的发展历程和现状。
一、电子显微镜的发展历程1951年，日本学者中村精一教授率领的团队发明了扫描电子显微镜（Scanning electron microscope, SEM），这一发明标志着电子显微镜技术的创新和突破，为科学工作者们观测样品提供了新的手段。
相较于传统的光学显微镜，电子显微镜有着更高的分辨率，观测范围也更广。
1968年，美国学者Gerd Binning和Heinrich Rohrer发明了扫描隧道显微镜（Scanning tunneling microscope, STM），这一发明被认为是材料分析学中最重要的发明之一。
扫描隧道显微镜可以利用隧道效应，通过钨尖来观察物体的原子结构。
扫描隧道显微镜在分辨率上可以达到奈米级别，使得人们可以实时观测到原子级别等级的变化。
针对扫描隧道显微镜的优点，许多科学家们在不断的改进中，发明了许多新的电子显微镜技术。
在扫描隧道显微镜的基础上，出现了能够观测到原子级别的场致发射电子显微镜（Field emission scanning electron microscope, FE-SEM）和透射电子显微镜（Transmission electron microscope, TEM)。
场致发射电子显微镜采用场致发射效应产生电流，生成电子束，然后以更高的分辨率和更窄的电子束聚焦来观测样品的表面形貌；透射电子显微镜采用电子束穿透薄片进行分析，可以形成薄片的二维像像和三维形貌，这对于样品内部结构的分析特别有用。
这两种新电子显微镜技术的出现，不仅拓展了电子显微镜的研究领域，同时也为材料科学和工业领域提供了更灵活的样品观察分析手段。
【电子显微镜是谁发明的】能够探寻微观世界的“眼睛”
【电子显微镜是谁发明的】能够探寻微观世界的“眼睛”电子显微镜研制者鲁斯卡1932年，诺尔和鲁斯卡研制成功世界上第一架电子显微镜。
17世纪初，荷兰一位名叫詹森的制眼镜工人，偶然地把两枚透镜复合在一块，发现能使物体“显微”，于是，显微镜学派应运而生。
最初的显微镜学派研制的只是光学显微镜。
最早的是英国物理学家胡克，制成的显微镜可放大到140倍;1675年，荷兰的列文虎克制造出可放大到270倍的显微镜，用这只显微镜他第一次看到骨细胞的肌肉细胞。
1831年，英国植物学家布朗进一步改进了显微镜，还配上了反光镜。
但是，再进一步的观察试验使科学家认识到，光学显微镜的分辨能力在理论上是有限度的，换句话说，不管如何改进镜片，总有一些细部小得没法看见。
阿贝计算过，用光学显微镜能够看见的最小东西约1/3000万英寸。
从19世纪50年代起，科学家们开始研制所谓“阴极射线”，其中先后有德国的物理学家普吕克尔，英国物理学家克鲁克斯和汤姆逊。
虽然他们迟迟不能确定这些射线的确切性质，但是已经能利用其特性为人类服务了。
19世纪末，磁场或电场被用来集中阴极射线束，由于阴极射线——电子流——比光的波长短得多，因而能分辨出更细微的东西。
这一发现表明电子显微镜的发明完全可能。
鲁斯卡与瑞典女王同座1924年，朗格列提出了电子与光一样，具有波动性的假设。
接着，在1926年到1927年期间，布许发现，磁场线圈对于电子束的效应，跟凸透镜对于一个光束的效应类似。
现在人们认为布许的发现奠定了电子光学的基础，但是，当时它的重要意义并未为人们所认识，因此，开始并没有人致力于电子光学仪器的研究。
1928年，诺尔和鲁斯卡开始用电子束和聚焦线圈进行实验来研究布许的理论。
诺尔和鲁斯卡利用一个线圈来形成只放大1倍多的小孔的像，然后再加一级放大，一直放大到17倍，形成最终的像。
虽然最初制造这个仪器时只是为了用来准确地测量放大倍数，而不是用来研制样品，但是它后来被人们认为是最早的电子显微镜，其时为1932年。
电镜技术发展史
电镜技术发展史自从光学显微镜出现以后，人类打开了微观世界的大门，看到了很多用肉眼所看不到的微小物体，例如细胞、细菌等，使人眼睛的分辨力由0.2mm 提高到0.2 μ m 。
但是，光学显微镜由于光线波长的限制，它的分辨极限是0.2 μ m ，有效放大倍数最高不超过2000 倍，如果想要看到更小的物体，它就无能为力了。
从20 世纪30 年代开始，人们利用工业技术的发展，成功地研制了电子显微镜，它的出现，使人们能在超微结构或原子的尺度上观察研究物体的结构，人们的观察从宏观世界进入了超微结构或原子级的微观世界。
与许多伟大的发明一样，电子显微镜的发明，也经历了那个时代艰苦的历程。
在光学显微镜发明长达300 年的时间里，由于光波波长的限制，直接限制了光学显微镜的分辨能力，始终难以突破1000 倍的放大倍数。
寻找更短波长的光源成为了科学家们呕心沥血的漫长征程。
1924 年，法国物理学家Broglie 提出了“ 电子与光一样，具有波动性“ 的假说，他证明了任何一种粒子在快速运动时，必定都伴有电磁辐射，辐射的电磁波长与粒子的运动速度成反比，并计算出电磁波长为0.005nm 。
1926 年，德国科学家Busch 发现了带电粒子在电场或磁场中偏转聚焦的现象，类似于光线通过透镜可被聚焦一样。
由此奠定了电子显微镜的理论基础。
1928—1931 年间，德国年轻的大学生Ruska 测量了磁透镜的聚焦特性，并开展了电子放大成像的研究，终于在1938 年成功研制了世界上第一台真正的电子显微镜，放大倍数为1200 倍，被誉为电子显微镜之父, 并在1986 年获得诺贝尔奖。
电子显微镜的发明被誉为20 世纪最重要的发明之一。
1939 年，德国Siemens 公司生产了第一台作为商品用的透射电镜，分辨率为10nm 左右。
但其体积庞大，无法进一步推广。
20 世纪50 年代初到60 年代末期，电镜发展很快，从性能到构造都得到很大的改进，特别是分辨本领得到大幅度提高，达到1nm 左右，到80 年代的分辨率已接近0.1nm ，最新研制的超高压透射电镜的分辨率可达0.005nm 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电子显微镜的发展史
电子显微镜的发展史
杨柏栋
大庆师范学院物理与电气信息工程学院
摘要：电子显微镜自从被发明出来就为人类做着巨大的贡献，随着现代社会的发展，电子显微镜的作用将会越来越大，我们应该知道电子显微镜的由来，本文将着重介绍电子显微镜的定义、分类、作用及其发展史。
关键字：电子显微镜、电子
引言
随着电子显微镜应用的广泛，人们对于电子显微镜的了解需求大大的增加了，本文介绍了电子显微镜的定义与组成、电子显微镜的种类与用途、电子显微镜的发展史以及电子显微镜的优缺点，以此让人们更加的了解电子显微镜。
一、电子显微镜的定义与组成
电子显微镜，简称电镜，是根据电子光学原理，用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜，使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器[1]。
电子显微镜由镜筒、真空装置和电源柜三部分组成。
镜筒主要有电子源、电子透镜、样品架、荧光屏和探测器等部件，这些部件通常是自上而下地装配成一个柱体。
电子透镜用来聚焦电子，是电子显微镜镜筒中最重要的部件。
一般使用的是磁透镜，有时也有使用静电透镜的。
它用一个对称于镜筒轴线的空间电场或磁场使电子轨迹向轴线弯曲形成聚焦，其作用与光学显微镜中的光学透镜（凸透镜）使光束聚焦的作用是一样的，所以称为电子透镜。
光学透镜的焦点是固定的，而电子透镜的焦点可以被调节，因此电子显微镜不象光学显微镜那样有可以移动的透镜系统。
现代电子显微镜大多采用电磁透镜，由很稳定的直流励磁电流通过带极靴的线圈产生的强磁场使电子聚焦
电子源是一个释放自由电子的阴极，栅极，一个环状加速电子的阳极构成的。
阴极和阳极之间的电压差必须非常高，一般在数千伏到3百万伏之间。
它能发射并形成速度均匀的电子束，所以加速电压的稳定度要求不低于万分之一。
样品架样品可以稳定地放在样品架上。
此外往往还有可以用来改变样品（如移动、转动、加热、降温、拉长等）的装置。
探测器用来收集电子的信号或次级信号。
二、电子显微镜的种类与用途
电子显微镜按结构和用途可分为透射式电子显微镜、扫描式电子显微镜、反射式电子显微镜和发射式电子显微镜等。
透射式电子显微镜常用于观察那些用普通显微镜所不能分辨的细微物质结构[2]；扫描式电子显微镜主要用于观察固体表
面的形貌，也能与X射线衍射仪或电子能谱仪相结合，构成电子微探针，用于物质成分分析；发射式电子显微镜用于自发射电子表面的研究。
透射式电子显微镜常用于观察那些用普通显微镜所不能分辨的细微物质结构；扫描式电子显微镜主要用于观察固体表面的形貌，也能与 X射线衍射仪或电子能谱仪相结合，构成电子微探针，用于物质成分分析；发射式电子显微镜用于自发射电子表面的研究。
三、电子显微镜的发展史
德国柏林工科大学的年轻研究员卢斯卡，1932年制作了第一台电子显微镜——它是一台经过改进的阴极射线示波器，成功地得到了铜网的放大像——第一次由电子束形成的图像，加速电压为7万，最初放大率仅为12倍。
尽管放大率微不足道，但它却证实了使用电子束和电子透镜可形成与光学像相同的电子像。
经过不断地改进，1933年卢斯卡制成了二级放大的电子显微镜，获得了金属箔和纤维的1万倍的放大像。
1937年应西门子公司的邀请，卢斯理建立了超显微镜学实验室。
1939年西门子公司制造出分辨本领达到30埃的世界上最早的实用电子显微镜，并投入批量生产。
电子显微镜的出现使人类的洞察能力提高了好几百倍，不仅看到了病毒，而且看见了一些大分子，即使经过特殊制备的某些类型材料样品里的原子，也能够被看到。
但是，受电子显微镜本身的设计原理和现代加工技术手段的限制，目前它的分辨本领已经接近极限。
要进一步研究比原子尺度更小的微观世界必须要有概念和原理上的根本突破。
1978年，一种新的物理探测系统——“扫描隧道显微镜已被德国学者宾尼格和瑞士学者罗雷尔系统地论证了，并于1982年制造成功。
这种新型的显微镜，放大倍数可达3亿倍，最小可分辨的两点距离为原子直径的1/10，也就是说它的分辨率高达0.1埃。
扫描隧道显微镜采用了全新的工作原理，它利用一种电子隧道现象，将样品本身作为一具电极，另一个电极是一根非常尖锐的探针，把探针移近样品，并在两者之间加上电压，当探针和样品表面相距只有数十埃时，由于隧道效应在探针与样品表面之间就会产生隧穿电流，并保持不变，若表面有微小起伏，那怕只有原子大小的起伏，也将使穿电流发生成千上万倍的变化，这种携带原子结构的信息，输入电子计算机，经过处理即可在荧光屏上显示出一幅物体的三维图象。
[3]
四、电子显微镜的优缺点
在电子显微镜中样本必须在真空中观察，因此无法观察活样本。
在处理样本时可能会产生样本本来没有的结构，这加剧了此后分析图像的难度。
由于投射电子显微镜只能观察非常薄的样本，而有可能物质表面的结构与物质内部的结构不同。
此外电子束可能通过碰撞和加热破坏样本。
现在的最新技术可以在电子显微镜中观察湿的样本和不涂导电层的样本（环境扫描电子显微镜，Environmental Scanning Electron Microscopes，ESEM）。
假如事先对样本的情况比较清晰的话则可以基本上进行不破坏的观察。
此外电子显微镜购买和维护的价格都比较高。
参考文献
[1]柯江华杨光，扫描电子显微镜；科学出版社，1993
[2]陈利永叶锋，透射电子显微镜数字图像增强技术- 福建师范大学学报；自然科学出版社,1992
[3]刘剑霜谢锋，扫描电子显微镜；上海计量测试，1983。