透射电镜实验
常温生物透射电镜的实验流程和应用介绍
常温生物透射电镜的实验流程和应用介绍下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!1. 引言常温生物透射电镜是一种强大的工具，可用于观察生物组织的微观结构。
透射电镜实验
实验：透射电镜姓名：张露露学号：201414010427 班级：材料1411小组成员：赵丰、张倩一、实验目的1、了解透射电子显微镜的结构和工作原理。
2、了解透射电子显微镜样品制备的方法。
3、了解并掌握透射电子显微镜的分析方法。
二、实验原理透射电子显微镜是以波长极短的电子束作为照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨本领、高放大倍数的电子光学显微镜。
透射电镜的总体工作原理是:由电子枪发射出来的电子束，在真空通道中沿着镜体光轴穿越聚光镜，通过聚光镜将之会聚成一束尖细、明亮而又均匀的光斑，照射在样品室内的样品上;透过样品后的电子束携带有样品内部的结构信息，样品内致密处透过的电子量少，稀疏处透过的电子量多;经过物镜的会聚调焦和初级放大后，电子束进入下级的中间透镜和第1、第2投影镜进行综合放大成像，最终被放大了的电子影像投射在观察室内的荧光屏板上;荧光屏将电子影像转化为可见光影像以供使用者观察。
三、透射电镜的结构透射电子显微镜由三大部分组成：1、电子光学系统（镜体）：照明源（电子枪聚光镜）、成像系统（样品镜、物镜、中间镜、投影镜）、观察记录系统。
2、真空系统。
3、电源与控制系统1、电子光学系统TEM照明源：照明系统包括电子枪和聚光镜2个主要部件，它的功用主要在于向样品及成像系统提供亮度足够的光源和电子束流，对它的要求是输出的电子束波长单一稳定，亮度均匀一致，调整方便，像散小。
TEM成像系统由物镜、中间镜、投影镜、样品室构成。
（1）物镜成一次像，决定透射电镜的分辨本领。
要求它有尽可能高的分辨本领、足够高的放大倍数和尽可能小的相差。
通常采用强激磁，短焦距的物镜。
放大倍数较高，一般为100-300倍。
目前高质量物镜分辨率可达0.1nm左右。
特点物镜是一块强磁透镜，焦距很短，对材料的质地纯度、加工精度、使用中污染的状况等工作条件都要求极高。
致力于提高一台电镜的分辨率指标的核心问题，便是对物镜的性能设计和工艺制作的综合考核。
透射电镜实验报告
透射电镜实验报告透射电子显微镜透射电子显微镜简称透射电镜，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0.2µm、光学显微镜下无法看清的结构，又称“亚显微结构”。
成像原理透射电子显微镜的成像原理可分为三种情况：吸收像：当电子射到质量、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。
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。
相位像：当样品薄至100Å以下时，电子可以传过样品，波的振幅变化可以忽略，成像来自于相位的变化。
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，可用已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。
透射电子显微镜结构包括两大部分：主体部分为照明系统、成像系统和观察照相室；辅助部分为真空系统和电气系统。
实验三 透射电镜相机常数和磁转角标定
实验三透射电镜相机常数和磁转角标定以及单晶电子衍射花样指数化方法一、实验目的1．掌握测定电子显微镜相机常数的方法。
2．学会利用MoO3晶体标定磁转角。
3．掌握单晶电子衍射花样的指数化方法。
二、相机常数测定原理及方法1．原理图3-1是普通电子衍射装置示意图。
晶体样品的(hkl)晶面处于符合布拉格衍射条件的位置，在荧光屏上产生衍射斑点P′，可以证明Rd ＝Lλ(3—1)式中，R—衍射斑与透射斑间距；d—参加衍射晶体的晶面间距；λ—入射电子束波长；L—样品到底版的距离。
通常L是定值，而λ只取决于加速电压E的大小，因而在不改变E的情况下K=Lλ是常数，叫做电子衍射相机常数。
相机常数是电子衍射装置的重要参数。
对于一幅衍射花样，若知道K值，则只要测出R值就可求出d值，从而为花样指数化打下基础。
公式(3-1)是电子衍射的基本公式。
对透射电子显微镜选区电子衍射而言，在物镜背焦面上得到第一幅衍射花样。
此时物镜焦距f0就相当于电子衍射装置中的相机长度L。
对三透镜系统而言，第一幅衍射花样又经中间镜与投影镜两次放大。
此时有效相机长度实际上是：L′＝f0 M i M p(3—2)式中，f0—物镜焦距；M i—中间镜放大倍数; M p—投影镜放大倍数。
这样，公式Rd＝Lλ将变为Rd＝L’λ＝K'，称K' 为有效相机常数，它代表透射电镜中衍射花样的放大倍率。
因为f0、M i和M p分别取决于物镜、中间镜和投影镜的激磁电流，所以有效相机常数K’随之变化。
因此，必须在三个透镜电流都恒定的条件下标定它的相机常数。
而透射电镜选区电子衍射恰好就是在各透镜电流都恒定情况下的衍射，为计算方便则有必要测定选区电子衍射情况下的相机常数。
图3-1 普通电子衍射装置示意图图3-2 四透镜系统衍射光路示意图1）三透镜系统选区电子衍射的相机常数看图3-2衍射光路图，对三透镜系统而言，物镜背焦面上第一幅衍射花样Rd＝λf0，总放大倍数(3—3)式中，M i—衍射时中间镜放大倍数；M p—衍射时投影镜放大倍数；L i2 —衍射时中间镜像距离(对物镜背焦面上花样而言)；L i1 —衍射时中间镜物距(对物镜背焦面上花样而言)；L p2—衍射时投影镜像距；L p1—衍射时投影镜物距。
透射电镜样品制备与观察实验指导手册
兰州理工大学学生实验指导书学院材料科学与工程学院实验室实验中心课程名称材料分析、测试方法实验类型综合性实验名称透射电镜样品制备与观察指导教师陈经民透射电镜样品制备与观察实验指导书1、实验原理及其目的1.1、透射电镜的组成与原理透射电镜是研究材料的重要仪器之一.透射电镜通过加速高压发射电子,并使电子束透射试样后,与试样内部原子发生相互作用,从而改变其能量及运动方向.由于不同结构具有不同的相互作用,因而,就可以根据透射电子图象所获得的信息,来了解试样内部的晶体结构.由于试样结构和相互作用的复杂性,因此透射电镜所获得的图象也很复杂.它不象表面形貌那样直观、易懂.因此,如何对一张电子图象获得的信息作出正确的解释和判断,不但很重要,也很困难,必须根据相应的理论才能对透射电子象作出正确的解释.透射电镜的组成与原理1.2、透射电镜样品的制备原理及方法将材料的粉末经研磨、过滤等方法,将粉末颗粒的粒径控制在50nm以下,然后取少量粉末放入装有无水乙醇根据材料不同,也可选用甲苯、丙酮等溶液的小试管中,再放入超声波振荡器中震荡10分钟左右,使粉末颗粒充分悬浮在溶液中.最后将溶液滴到铜网或微栅上观测倍数在20万倍以下时,用铜网；观测倍数在20万倍以上时,用微栅,即可放入透射电镜中观测.首先用金刚石圆锯或线切割机将块体材料切割成厚度为0.5mm以下、面积为2平方cm 以上的薄片,再用砂纸将其厚度打磨到0.1mm以下.然后用样品冲片器将薄片冲成直径为3mm的小圆片,再用凹坑仪在小圆片的中心位置凹一个小坑,以备用.导电材料可通过双喷电解的方法,对样品进行电解腐蚀,最终减薄样品.电解抛光减薄是制备金属薄膜最常用的方法之一.双喷射电解减薄器是其中主要的一种装置.其特点是：1.采用同轴光导控制,在金属薄片抛光减薄穿孔时能接收到光信号,穿孔后立即报警.2.电解液喷射循环泵的驱动马达与电解槽分隔开,马达不能被电解液污染.3.自压式液氮冷却系统,快速冷却电解液.非导电材料可通过离子减薄的方法,对样品进行离子轰击,最终减薄样品.通过本次实验,学生应该基本了解透射电镜样品的制备方法与透射电镜的工作原理. 2、实验内容2.1、透射电镜样品的制备首先用金刚石圆锯或线切割机将块体材料切割成厚度为0.5mm以下、面积为2平方cm 以上的薄片,再用砂纸将其厚度打磨到0.1mm以下.然后用样品冲片器将薄片冲成直径为3mm的小圆片,再用凹坑仪在小圆片的中心位置凹一个小坑,以备用.1、首先用电火花切割机或低速金刚石锯切割厚度0.3-0.5mm的金属试样.2、通过手工研磨将金属试样研磨成厚度～0.05mm的金属薄片.3、用冲片器将金属薄片冲成3mm的小圆片.如果有精密凹坑研磨仪,最好先用凹坑仪在小园片中心研磨一个凹坑,然后再进行电解减薄.4、仔细地把需要减薄的金属薄片嵌入样品夹白金电极凹槽中,用镊子夹住双斜面块放入样品夹推下斜面压杆使小圆片与白金电极保持良好的接触.灵敏度“SENSITIVITY”旋钮沿顺时针方向旋转到底0,合上总电源“POWER”开关,调节喷射泵“PUMP”旋钮,使双喷嘴射出的相向电解液柱相接触,在两个喷嘴之间形成一个直径数毫米的小水盘.5、样品夹插到电解槽中,电解抛光电源的阳极红色夹子接到样品夹侧面的接线柱上.6、灵敏度“SENSITIVITY”旋钮调节到中心位置或逆时针方向旋转到底O,该位置穿孔报警灵敏度最高.7、合上电解抛光电源“POLISH”开关,顺时针方向旋转抛光电源“DCPOWER”旋钮,把电解抛光电压和电流调到所需要的数值.8最佳的电解液浓度,温度以及抛光电压和电流值确定后,抛光可继续进行至穿孔报警声响.一旦金属薄片抛光减薄出现穿孔,光导控制系统会断续地自动切断电解抛光电源和磁力泵电源,而且会发出报警声.此时应立即关闭总电源“POWER”,迅速取出样品夹,放到无水酒精中浸洗,然后取出双斜面压块,用镊子夹住金属小园片放到清洁的无水酒精中浸洗.1、启动水循环设备依次按POWER、COOL、PUMP按钮.2、启动离子减薄仪①、依次按总电源POWER、机械泵R-PUMP、扩散泵D-PUMP键.②、扩散泵加热40分钟后,拉出预真空阀杆到死点位置.③、当真空表指针接近100uA时,推回预真空阀杆到死点位置.④、将高真空碟阀扳手扳至<开启>位置,将气流阀扳平.⑤、当真空指示接近25uA时,按下高压按钮,打开两个氩气阀门.⑥、通过调节电压和气流旋钮,将高压控制在6kV左右,将电流控制在接近0.2uA.3、停机①、将两个高压调到0,按灭高压按钮；②、将真空碟阀扳手扳到<关闭>位置,将气流阀扳下；③、按灭扩散泵键D-PUMP,等待45分钟后,按灭机械泵R-PUMP键,关闭总电源,关闭水循环.4、更换样品①、依次操作第二项中①～②步.②、按住预真空阀杆,再按住放气键VENTING,直至彻底放气.③、取下样品台及样品.2.2透射电镜样品的观察目前我校材料学院所拥有一台日本电子生产的JEM-2010型高分辨透射电镜,最高加速电压可达到200KV,最大放大倍数：150万倍,灯丝：LaB6和W灯丝,晶格分辨率：0.14nm,点分辨率：0.23nm.主要附件：美国Gatan公司透射电镜CCD电子图像系统,型号：MultiScanCamera,Model794,分辨率1024ⅹ1024；英国牛津仪器公司INCAEnergyTEMX射线能谱仪简称：EDS.该设备可对各种有机、无机、纳米材料进行微观形态结构研究,高分辨透射象观察、选区电子衍射、及EDS元素分析.通过CCD电子图像系统,可直接采集透射电镜的电子图像并转化为数字图像,在计算机上进行存储,图像处理和U盘、光盘输出,省去了拍摄冲洗电镜底片的麻烦,大大提高了工作效率.2.2.1透射电镜开机1、检查真空：主机压力表在x10-5Pa量程档,指针应在中间偏左位置.2、打开CCD开关,启动计算机,扳上<LENS>开关,高压指示灯亮后,按亮HT按钮,等该按钮绿灯闪烁完毕后,方可开始加高压.在键盘上键入：LOADHT<回车>RUN<回车>然后,根据提示,分段输入起始电压、终止电压、步长、用时：20→100KV,步长：10,用时：5min,等待5min；100→160KV,步长：10,用时：10min,等待5min；160→180KV,步长：10,用时：15min,等待5min；180→200KV,步长：10,用时：20min,等待5min.3、插入、观察样品及CCD拍照：先检查样品的偏移和倾斜是否为0,然后拉出试样台,更换样品后,插入试样台进行预抽真空,等待绿灯亮后过5min,完全插入试样台,再过2min 后才可加灯丝电流必要时,可在冷井中充入液氮.选择合适的聚光镜光阑,打开灯丝,观察样品.通过BRIGHTNESS旋钮将CurrDems:显示调整到10以下,按下上键,抬起荧光屏、运行拍照软件,调整焦距和亮度,然后拍照.4、样品观察完毕后,将放大倍数设定在40K,束流聚焦在观察屏中心,关闭灯丝电流,复位试样台至“0”,盖上观察窗盖.1、先退下高压至20KV200→20KV,步长：－10,用时：2min,然后按灭HT按钮.2、移出物镜光阑和选区光阑.3、扳下LENS开关.。
透射电镜实验报告
透射电镜实验报告引言：透射电镜是一种重要的实验工具，广泛应用于物理、化学、材料科学等学科领域。
它能够通过透射电子束观察样品的原子结构和晶体缺陷，为科学研究提供了重要的帮助。
在本次实验中，我们将学习如何使用透射电镜，并通过观察和分析样品的透射电子图像，探索材料的微观结构。
实验目的：1. 了解透射电镜的工作原理和操作方法。
2. 观察和分析不同材料的透射电子图像，研究其晶体结构和缺陷。
实验步骤：1. 准备样品：选择一块具有明确结构的金属样品作为实验对象，将其切成薄片，并对其表面进行必要的清洁处理。
2. 将样品粘贴到透射电镜样品支架上，注意调整样品的位置和角度，使得透射电子束可以完全穿过样品。
3. 打开透射电镜的电源，调节加速电压和透镜参数，使得透射电子束的能量和取向适合观察样品的微观结构。
4. 通过透射电镜的控制台，调整透射电镜的对焦和对准，使得透射电子束能够在样品上形成清晰的投影。
5. 使用透射电镜的摄像设备，观察和记录样品的透射电子图像。
实验结果：在本次实验中，我们观察了两种不同结构的金属样品的透射电子图像，并进行了分析。
第一种样品是单晶金属。
通过透射电子图像，我们发现在样品中存在着明确的晶体结构，不仅可以看到晶体的外形，还能够观察到晶体内部的定向排列和晶格缺陷。
通过对晶格缺陷的分析，我们可以得出有关材料强度和磁性等性质的结论。
第二种样品是多晶金属。
与单晶金属不同，多晶金属样品的透射电子图像呈现出许多颗粒状的结构，这些结构对应着不同方向的晶体。
通过观察这些颗粒状结构的分布和排列，我们能够得出多晶材料的晶粒大小和定向度等信息。
讨论和结论：透射电镜实验的结果验证了该仪器在材料科学研究中的重要性。
通过观察和分析样品的透射电子图像，我们能够深入了解材料的微观结构、晶格缺陷以及其他重要的物理性质。
这对于材料的设计、改进和性能评估具有重要的意义。
然而，在实验中也存在一些限制。
首先，透射电子图像的分辨率受到透射电镜本身的限制，这限制了我们对晶体结构的详细观察。
透射电子显微镜实验报告
透射电子显微镜（TEM）实验报告学院：班级：姓名：学号：2016年6月21日实验报告一、实验目的与任务1.熟悉透射电子显微镜的基本构造2.初步了解透射电镜操作过程。
3.初步掌握样品的制样方法。
4.学会分析典型组织图像。
二、透射电镜的结构与原理透射电镜以波长极短的电子束作为光源，电子束经由聚光镜系统的电磁透镜将其聚焦成一束近似平行的光线穿透样品，再经成像系统的电磁透镜成像和放大，然后电子束投射到主镜简最下方的荧光屏上而形成所观察的图像。
在材料科学研究领域，透射电镜主要可用于材料微区的组织形貌观察、晶体缺陷分析和晶体结构测定。
透射电子显微镜按加速电压分类，通常可分为常规电镜(100kV)、高压电镜(300kV)和超高压电镜(500kV以上)。
提高加速电压，可缩短入射电子的波长。
一方面有利于提高电镜的分辨率；同时又可以提高对试样的穿透能力，这不仅可以放宽对试样减薄的要求，而且厚试样与近二维状态的薄试样相比，更接近三维的实际情况。
就当前各研究领域使用的透射电镜来看，其主要三个性能指标大致如下：加速电压：80～3000kV分辨率：点分辨率为0.2～0.35nm、线分辨率为0.1～0.2nm最高放大倍数：30～100万倍尽管近年来商品电镜的型号繁多，高性能多用途的透射电镜不断出现，但总体说来，透射电镜一般由电子光学系统、真空系统、电源及控制系统三大部分组成。
此外，还包括一些附加的仪器和部件、软件等。
有关的透射电镜的工作原理可参照教材，并结合本实验室的透射电镜，根据具体情况进行介绍和讲解。
以下仅对透射电镜的基本结构作简单介绍。
1.电子光学系统电子光学系统通常又称为镜筒，是电镜的最基本组成部分，是用于提供照明、成像、显像和记录的装置。
整个镜筒自上而下顺序排列着电子枪、双聚光镜、样品室、物镜、中间镜、投影镜、观察室、荧光屏及照相室等。
通常又把电子光学系统分为照明、成像和观察记录部分。
2.真空系统为保证电镜正常工作，要求电子光学系统应处于真空状态下。
实验3.TEM(投射电镜)_实验报告.
操作情况
纪律
实验日期
2010.3.30
批改日期
指导老
师签名
（1）物镜成一次像。决定透射电镜的分辨本领，要求它有尽可能高的分辨本领、足够高的放大倍数和尽可能小的像差。通常采用强激磁，短焦距的物镜。放大倍数较高，一般为100～300倍。目前高质量物镜分辨率可达0.1nm左右。
（2）中间镜成二次像。弱激磁的长焦距变倍透镜，0～20倍可调。
（3）投影镜短焦距强磁透镜，最后一级放大像，最终显示到荧光屏上，称为三级放大成像。具有很大的场深和焦深。样品在物镜的物平面上，物镜的像平面是中间镜的物平面，中间镜的像平面是投影镜的物平面，荧光屏在投影镜的像平面上。三级成像的总放大倍数为： ，其中MO、MI、MF分别是物镜、中间镜和投影的放大倍数。物镜和投影镜的放大倍数固定，通过改变中间镜的放大倍数来调节电镜总放大倍数。放大倍数越大，成像亮度越低，成像亮度与放大倍数的平方成反比。高性能TEM大都采用5级透镜放大，中间镜和投影镜有两级。
四、实验步骤
1、样品的制备
对于TEM常用的50～200kV电子束，样品厚度控制在100～200nm，样品经铜网承载，装入样品台，放入样品室进行观察。
TEM样品制备方法有很多，常用支持膜法、晶体薄膜法、复型法和超薄切片法4种。粉末试样、胶凝物质、浆体多采用支持膜法。将试样载在支持膜上，再用铜网承载。支持膜的作用是支撑粉末试样，铜网的作用是加强支持膜。支持膜材料必须具备的条件：①无结构，对电子束的吸收不大；②颗粒度小，以提高样品分辨率；③有一定的力学强度和刚度，能承受电子束的照射而不变形、破裂。常用的支持膜材料：火棉胶、碳、氧化铝、聚乙酸甲基乙烯酯等。在火棉胶等塑料支持膜上镀一层碳，提高强度和耐热性，称为加强膜。
三、仪器和试剂
透射电镜实验报告
透射电镜实验报告透射电镜实验报告引言：透射电镜是一种重要的实验工具，它能够通过电子束的透射来观察物质的微观结构。
本实验旨在通过透射电镜观察样品的晶体结构，并探索不同条件下的透射电子显微镜的性能。
实验过程：首先，我们选择了一块金属样品进行实验。
将样品切割成薄片，并在透射电镜样品台上固定。
然后，我们调整透射电镜的电压和电流，使其达到最佳工作状态。
接下来，我们调整透射电镜的对焦，确保电子束能够准确地通过样品。
最后，我们使用透射电镜观察样品，并记录所得到的图像。
实验结果：通过透射电镜观察，我们得到了一幅清晰的图像。
图像中，可以清楚地看到金属样品的晶体结构。
晶体结构呈现出规律的排列，每个晶体单元都具有相同的结构和相似的尺寸。
这些晶体单元组成了整个金属样品的结构。
进一步观察图像，我们发现晶体结构中存在着一些缺陷。
这些缺陷可能是晶体中的原子或分子的位置偏离了理想的排列位置，导致晶体结构的不完整。
通过进一步的研究，我们可以深入了解这些缺陷对材料性能的影响。
讨论与分析：透射电镜是一种非常强大的工具，它能够帮助科学家们研究物质的微观结构。
通过透射电镜，我们可以观察到物质的晶体结构，并研究其中的缺陷。
这对于材料科学的发展具有重要意义。
在实验中，我们还观察到了透射电镜的性能受到一些因素的影响。
例如，透射电镜的电压和电流对于图像的清晰度和对比度有着重要影响。
适当调整电压和电流可以使得图像更加清晰，从而更好地观察样品的结构。
此外，透射电镜还可以用于研究其他材料的微观结构，如生物样品和纳米材料等。
通过透射电镜的应用，科学家们可以深入了解这些材料的内部结构和性质，为相关领域的研究提供重要支持。
结论：透射电镜是一种重要的实验工具，它能够帮助科学家们观察物质的微观结构。
通过透射电镜的实验，我们可以清晰地观察到样品的晶体结构和缺陷。
透射电镜的性能受到电压和电流等因素的影响，合理调整这些参数可以获得更好的实验结果。
透射电镜的应用不仅局限于金属样品，还可以用于研究其他材料的微观结构。
透射电镜实验报告
透射电镜实验报告透射电子显微镜实验报告宋林mf1522022光学工程一、tem基本成像原理衍射像：在弹性散射的情况下，根据德布罗意提出的物质波概念，电子被视为波，并被晶体散射。
由于晶体中的晶格具有周期性排列结构，因此可以将其视为电子的三维光栅。
电子波被光栅调制，被每个晶格散射的电子波发生干涉，从而调制合成电子波的强度角分布并形成衍射。
通过衍射图样的强度测量，可以得到原子的相对位置信息。
如果衍射光束的能量远小于入射电子束的能量，则运动学理论可应用于一阶散射近似。
此时，作为空间角分布函数的衍射波振幅是样品中电场势函数的傅里叶变换。
在透射镜中，通过物镜的电子束将在后焦平面上形成晶体衍射图案。
通过改变中间透镜和物镜孔径的大小和位置，可以调整电子显微镜的特定成像。
当中间透镜的物镜平面与物镜的后焦平面重合时，将在荧光屏上获得放大两倍的电子衍射图案。
衍衬像：晶体试样在进行电镜观察时，由于各处晶体取向不同或晶体结构不同，满足bragg条件的程度不同，使得对应试样下表面处有不同的衍射效果，从而在下表面形成一个随位置而异的衍射振幅分布，这样形成的衬度，称为衍射衬度。
这种衬度对晶体结构和取向十分敏感，当试样中某处含有晶体缺陷时，意味着该处相对于周围完整晶体发生了微小的取向变化，导致了缺陷处和周围完整晶体具有不同的衍射条件，将缺陷显示出来。
可见，这种衬度对缺陷也是敏感的。
基于这一点，衍衬技术被广泛应用于研究晶体缺陷。
衍射对比成像可以产生明场图像和暗场图像。
衍射光束被物镜孔径挡住。
仅允许透射光束参与成像而获得的图像称为亮场图像；通过使用物镜孔径阻挡透射光束和其他衍射光束，并仅允许一个或多个衍射光束参与成像而获得的图像称为暗场图像；其中，强衍射光束方向的衍射点通过枪倾斜旋钮放置在荧光屏的中心，使物镜孔径挡住透明光束和其他衍射光束，只有荧光屏中心的衍射光束通过并参与成像，可以形成中央暗场图像。
近似地考虑，在双光束成像条件下，忽略样品中电子的吸收，亮场和暗场的图像对比度是互补的。
实验四 透射和扫描电镜的样品观察
实验四透射和扫描电镜的样品观察课程名称：细胞生物学实验实验日期：2014年10月27日班级：试验121（青岛）姓名学号：刘香凝sy0040一、实验原理用电子束成像的显微镜称为电子显微镜。
电子显微镜是一种高精密度的电子光学仪器，它具有较高的分辨力和放大倍数，是观察和研究物质微观结构的强大工具。
根据成像原理的不同，电镜分为透射电子显微镜和扫描电子显微镜。
（一）、透射电子显微镜原理透射电镜主要用于观察生物样品内部精细的结构，用于透射电镜观察的样品往往需制备成超薄切片。
1、透射电镜的基本构造1）电子束照明系统：照明系统由电子枪和聚光镜两部分组成。
电子枪位于镜筒顶端，由阴极——控制极——阳极构成三级电子枪。
电子枪是电子束的发射装置，由高频电流加热钨丝激发电子，并用高压使电子加速。
聚光镜的作用是将电子枪发出的电子束会聚于样品平面，并调节试样平面处电子束孔径角、电流密度和照明光斑半径.2) 电镜成像系统由样品室、物镜、中间镜和投影镜组成。
通过聚光镜会聚的电子束穿过样品，经物镜放大形成一级放大像，再经中间镜和投影镜进行二级和三级放大。
最后在荧光屏上形成最终的放大像，通过调节中间镜和投影镜电流，放大倍数能从几百倍连续改变到十几万到几十万倍。
聚光镜、物镜、中间镜与投影镜等都是电磁透镜。
电磁透镜是精密加工的中空圆柱体，里面置线圈，通过线圈电流的大小，调节磁场强度使电子束发生偏转，汇聚或发散，最终结果正如光线透过玻璃透镜一样，可以聚焦成像。
3）真空系统由气泵组成，保持镜筒内高真空，由于电镜是利用高速的电子束为照明源，在电子束的通道上不能有任何游离的气体存在，否则将发生电子与残余气体原子的碰撞，引起电离，放电等反应，易烧坏灯丝获污染样品。
4) 记录观察系统包括荧光界和照明系统。
镜筒最下面部位是观察窗。
窗口由防护X射线的一定厚度的铅玻璃组成。
观察窗内下方是荧光屏，荧光屏上的荧光物质通常由硫化锌或硫化锌与硫化镐的粉末组成。
它们在电子束的照射下产生荧光，使电子像转化为肉眼可见的可见光图像。
透射电镜实验报告
透射电镜实验报告透射电镜是一种能够观察样品内部结构的高级显微镜，它利用电子束的透射来形成样品的显微图像。
透射电镜实验是现代生物学、材料科学和纳米技术等领域中常用的实验手段，可以帮助研究人员观察和分析样品的微观结构。
本实验旨在通过透射电镜对样品进行观察，了解透射电镜的工作原理和操作方法，以及掌握透射电镜实验的基本技能。
实验步骤：1. 样品制备，首先，我们需要准备样品。
样品制备的关键是要将样品切割成极薄的切片，以便电子束能够透射样品并形成清晰的显微图像。
2. 透射电镜的准备，接下来，我们需要对透射电镜进行准备。
首先打开透射电镜的主电源，等待其预热。
然后安装样品架，并调整透射电镜的对焦和放大倍数，以确保能够获得清晰的显微图像。
3. 样品观察，将制备好的样品放置到透射电镜的样品架上，调整透射电镜的参数，如加速电压和聚焦，然后通过电子束对样品进行观察。
观察过程中需要注意调整对比度和亮度，以获得清晰的显微图像。
4. 数据分析，观察完样品后，我们需要对获得的显微图像进行分析。
通过观察样品的微观结构，我们可以了解样品的成分、晶体结构、表面形貌等信息，并对样品进行进一步的研究和分析。
实验结果：通过透射电镜观察，我们成功获得了样品的显微图像，并对样品的微观结构进行了初步分析。
我们观察到样品中的颗粒分布情况，以及颗粒的形状和大小。
通过对比不同样品的显微图像，我们还可以比较不同样品之间的微观结构差异，为进一步研究提供了重要参考。
实验总结：透射电镜实验是一项重要的实验手段，可以帮助研究人员观察和分析样品的微观结构。
通过本次实验，我们掌握了透射电镜的操作方法和样品制备技巧，并成功获得了样品的显微图像。
透射电镜实验为我们提供了一种全新的观察样品的方式，为我们的研究工作提供了重要的帮助。
透射电镜实验报告到此结束。
动物组织,细胞类材料透射电镜实验操作流程
透射电镜实验操作流程1、使用试剂：试剂名称试剂品牌级别产地锇酸Pelco EM级美国Spurr树脂试剂盒Spi-Chem美国醋酸双氧铀Spi-Chem ACS级美国柠檬酸铅Spi-Chem ACS级美国2、使用仪器：2.1透射电子显微镜：日本JEOL公司，JEM1230型透射电镜，点分辨率:0.2nm，放大率：x50～600,000，加速电压:40～120kV2.2超薄切片机：德国莱卡Leica ultracut R型透射电镜，超薄切片厚度:70nm,3实验过程：3.1样本包埋：经0.1mol L-1的磷酸缓冲液清洗3次后，再用1%锇酸于4℃下振荡固定3h；然后用缓冲液清洗3次，乙醇逐级脱水，环氧丙烷置换，Spurr 树脂浸透包埋；最后在70℃烘箱中聚合。
3.2切片染色观察：将不同材料的包埋块置于超薄切片机上进行切片，超薄切片厚度70nm，经醋酸双氧铀和柠檬酸铅染色，透射电子显微镜下观察并拍照。
透射电镜实验详细操作流程1．取材：组织块小于1立方毫米2．固定：2.5%戊二醛，磷酸缓冲液配制固定2小时或更长时间。
用0.1M磷酸漂洗液漂洗15分三次1%锇酸固定液固定2-3小时用0.1M磷酸漂洗液漂洗15分三次3．脱水：50%乙醇15-20分70%乙醇15-20分90%乙醇15-20分90%乙醇90%丙酮（1：1）15-20分90%丙酮15-20分以上在4度冰箱内进行100%丙酮室温15-20分三次4．包埋：纯丙酮+包埋液（2：1）室温3-4小时纯丙酮+包埋液（1：2）室温过夜纯包埋液37度2-3小时5．固化：37度烘箱内过夜45度烘箱内12小时60度烘箱内48小时6．超薄切片机切片70nm7．3%醋酸铀-枸橼酸铅双染色8．透射电镜观察，拍片。
透射电子显微镜实验报告
透射电子显微镜实验报告透射电子显微镜的基本结构及成像原理认知实验一、实验目的1.理解透射电子显微镜（TEM : transmission electron microscope）的成像原理。
2.观察透射电子显微镜基本部件的名称，了解其用途；二、实验仪器仪器：JEM-2100UHR 透射电子显微镜（JEOL）透射电子显微镜用高能电子束作为照明源。
利用从样品下表面透出的电子束来成像。
原理及结构与透射式光学显微镜一样。
世界第一台透射电子显微镜是德国人鲁斯卡1936年发明的。
他与发明扫描隧道显微镜的学者一起获得1982年的诺贝尔物理奖。
目前透射电子显微镜的生产厂家有日本的日立（HITACHI）、日本电子（JEOL）、美国FEI、德国LEO。
透射电子显微镜的功能：主要应用于材料的形貌、内部组织结构和晶体缺陷的观察；物相鉴定，包括晶胞参数的电子衍射测定；高分辨晶格和结构像观察；纳米微粒和微区的形态、大小及化学成分的点、线和面元素定性定量和分布分析。
样品要求为非磁性的稳定样品。
可观察的试样种类：复型样品，金属薄膜和粉末试样，玻璃薄膜和粉末试样，陶瓷薄膜和粉末试样。
三、实验内容（一）透射电镜成像原理透射电子显微镜电子光学系统的工作原理可以用普通光学成像原理进行描述，也就是：平行光照射到一个光栅或周期物样上时，将产生各级衍射，在透镜的后焦面上出现各级衍射分布，得到与光栅或周期物样结构密切相关的衍射谱；这些衍射又作为次级波源，产生的次级波在高斯像面上发生干涉叠加，得到光栅或周期物样倒立的实像。
图1示意地画出了平行光照射到光栅后，在衍射角为θ的方向发生的衍射以及透射光线的光路图。
如果没有透镜，则这些平行的衍射光和透射光将在无穷远处出现夫琅和费衍射花样，形成衍射斑D和透射斑T。
插入透镜的作用就是把无穷远处的夫琅和费衍射花样前移到透镜的后焦面上。
后焦面上的衍射斑（透射斑视为零级衍射斑）作为光源产生次波干涉，在透镜的像平面上出现一个倒立的实像。
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。
透射电镜实验报告
透射电镜实验报告透射电镜是一种利用电子束来观察物质内部结构的仪器，它能够提供比光学显微镜更高的分辨率。
本次实验旨在通过透射电镜对样品进行观察，了解其内部微观结构，并对实验结果进行分析。
首先，我们准备了样品，并将其放入透射电镜中进行观察。
在实验过程中，我们注意到样品的表面光滑，但在高倍放大下，可以清晰地看到其内部结构。
通过调整透射电镜的参数，我们成功地观察到了样品内部的晶格结构和微观形貌。
这些观察结果为我们提供了对样品内部结构的深入理解。
在观察过程中，我们发现样品的晶格结构呈现出一定的规律性，这与其物理性质密切相关。
通过对透射电镜观察结果的分析，我们得出了关于样品内部结构的一些重要信息。
这些信息对于进一步研究样品的性质和应用具有重要意义。
除了观察样品的晶格结构外，我们还对其微观形貌进行了详细的观察和分析。
通过透射电镜的高分辨率成像能力，我们清晰地观察到了样品表面的微观特征，这些特征对于样品的性能和功能具有重要的影响。
通过对这些微观特征的观察和分析，我们可以更好地理解样品的表面性质，并为其应用提供重要参考。
综合以上观察结果和分析，我们对样品的内部结构和微观形貌有了较为全面的了解。
透射电镜实验为我们提供了一种强大的工具，能够帮助我们深入研究样品的微观结构和性质，为进一步的科研工作提供了重要支持。
总的来说，透射电镜实验为我们提供了一次宝贵的机会，通过对样品的观察和分析，我们对其内部结构和微观形貌有了更深入的了解。
这些观察结果对于我们进一步研究样品的性质和应用具有重要意义，也为我们提供了一种强大的工具，能够帮助我们更好地理解和利用材料的微观世界。
透射电镜实验的成功举行，为我们的科研工作带来了新的启示和挑战，也为我们的学术研究提供了新的方向和动力。
《透射电镜实验》课件
实验后的清洁与维护
01
实验结束后，应按照实 验室规定正确处理废弃 物和废液。
02
对仪器设备进行清洁和 维护，确保其正常运行 和使用寿命。
03
对实验室进行清洁和整 理，保持实验室整洁和 卫生。
04
对实验数据进行整理和 分析，总结实验结果和 经验教训，提高实验效 果和质量。
05
透射电镜的应用与发展前景
02
电子束通过样品时，会发生散射和吸收，形成明暗 不同的影像。
03
透射电镜的分辨率取决于电子束的波长和电磁透镜 的焦距。
透射电镜的结构组成
电磁透镜
聚焦和成像。
检测器
接收电子束并转换 为可见光信号。
电子枪
产生电子束。
样品台
放置样品。
显示器
显示样品图像。
02
透射电镜实验操作程
样品制备
01
样品选择
透射电镜在科学研究中的应用
生物学研究
透射电镜常用于观察生物样品 内部的超微结构，如细胞器、
细胞膜、病毒等。
医学研究
透射电镜在医学领域中用于研 究疾病的发生机制、药物作用 机制以及细胞和组织的损伤与 修复过程。
材料科学
透射电镜在材料科学中用于观 察金属、陶瓷、高分子等材料 的微观结构，研究材料的性能 和制备工艺。
《透射电镜实验》PPT课件
• 透射电镜简介 • 透射电镜实验操作流程 • 透射电镜实验结果分析 • 透射电镜实验注意事项与安全防范 • 透射电镜的应用与发展前景
01
透射电镜简介
透射电镜的发展历程
1931年
透射电镜的分辨率达到了 100nm，能够观察到细菌大小 的物体。
1980年代
- 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)。
实验二透射电镜结构原理及明暗场成像
一、实验内容及实验目的
1．结合透射电镜实物介绍其基本结构及工作原理，以加深对透射电镜结构的整体印象，加深对透射电镜工作原理的了解。
2．选用合适的样品，通过明暗场像操作的实际演示，了解明暗场成像原理。
二、透射电镜的基本结构及工作原理
透射电子显微镜是一种具有高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器，被广泛应用于材料科学等研究领域。
透射电镜以波长极短的电子束作为光源，电子束经由聚光镜系统的电磁透镜将其聚焦成一束近似平行的光线穿透样品，再经成像系统的电磁透镜成像和放大，然后电子束投射到主镜简最下方的荧光屏上而形成所观察的图像。
在材料科学研究领域，透射电镜主要可用于材料微区的组织形貌观察、晶体缺陷分析和晶体结构测定。
透射电子显微镜按加速电压分类，通常可分为常规电镜(100kV)、高压电镜(300kV)和超高压电镜(500kV以上)。
提高加速电压，可缩短入射电子的波长。
一方面有利于提高电镜的分辨率；同时又可以提高对试样的穿透能力，这不仅可以放宽对试样减薄的要求，而且厚试样与近二维状态的薄试样相比，更接近三维的实际情况。
就当前各研究领域使用的透射电镜来看，其主要三个性能指标大致如下：
加速电压：80～3000kV
分辨率：点分辨率为0.2～0.35nm、线分辨率为0.1～0.2nm
最高放大倍数：30～100万倍
尽管近年来商品电镜的型号繁多，高性能多用途的透射电镜不断出现，但总体说来，透射电镜一般由电子光学系统、真空系统、电源及控制系统三大部分组成。
此外，还包括一些附加的仪器和部件、软件等。
有关的透射电镜的工作原理可参照教材，并结合本实验室的透射电镜，根据具体情况进行介绍和讲解。
以下仅对透射电镜的基本结构作简单介绍。
1．电子光学系统
电子光学系统通常又称为镜筒，是电镜的最基本组成部分，是用于提供照明、成像、显像和记录的装置。
整个镜筒自上而下顺序排列着电子枪、双聚光镜、样品室、物镜、中间镜、投影镜、观察室、荧光屏及照相室等。
通常又把电子光学系统分为照明、成像和观察记录部分。
2．真空系统
为保证电镜正常工作，要求电子光学系统应处于真空状态下。
电镜的真空度一般应保持在10-5托，这需要机械泵和油扩散泵两级串联才能得到保证。
目前的透射电镜增加一个离子泵以提高真空度，真空度可高达133．322×10-8Pa或更高。
如果电镜的真空度达不到要求会出现以下问题：
(1) 电子与空气分子碰撞改变运动轨迹，影响成像质量。
(2) 栅极与阳极间空气分子电离，导致极间放电。
(3) 阴极炽热的灯丝迅速氧化烧损，缩短使用寿命甚至无法正常工作。
(4) 试样易于氧化污染，产生假象。
3．供电控制系统
供电系统主要提供两部分电源，一是用于电子枪加速电子的小电流高压电源；二是用于各透镜激磁的大电流低压电源。
目前先进的透射电镜多已采用自动控制系统，其中包括真空系统操作的自动控制，从低真空到高真空的自动转换、真空与高压启闭的连锁控制，以及用微机控制参数选择和镜筒合轴对中等。
三、明暗场成像原理及操作
1．明暗场成像原理
晶体薄膜样品明暗场像的衬度(即不同区域的亮暗差别)，是由于样品相应的不同部位结构或取向的差别导致衍射强度的差异而形成的，因此称其为衍射衬度，以衍射衬度机制为主而形成的图像称为衍衬像。
如果只允许透射束通过物镜光栏成像，称其为明场像；如果只允许某支衍射束通过物镜光栏成像，则称为暗场像。
有关明暗场成像的光路原理参见图2-1。
就衍射衬度而言，样品中不同部位结构或取向的差别，实际上表现在满足或偏离布喇格条件程度上的差别。
满足布喇格条件的区域，衍射束强度较高，而透射束强度相对较弱，用透射束成明场像该区域呈暗衬度；反之，偏离布喇格条件的区域,衍射束强度较弱，透射束强度相对较高，该区域在明场像中显示亮衬度。
而暗场像中的衬度则与选择哪支衍射束成像有关。
如果在一个晶粒内，在双光束衍射条件下，明场像与暗场像的衬度恰好相反。
2．明场像和暗场像
明暗场成像是透射电镜最基本也是最常用的技术方法，其操作比较容易，这里仅对暗场像操作及其要点简单介绍如下：
(1) 在明场像下寻找感兴趣的视场。
(2) 插入选区光栏围住所选择的视场。
(3) 按“衍射”按钮转入衍射操作方式，取出物镜光栏，此时荧光屏上将显示选区域内晶体产生的衍射花样。
为获得较强的衍射束，可适当的倾转样品调整其取向。
(4) 倾斜入射电子束方向，使用于成像的衍射束与电镜光铀平行，此时该衍射斑点应位于荧光屏中心。
(5) 插入物镜光栏套住荧光屏中心的衍射斑点，转入成像操作方式，取出选区光栏。
此时，荧光屏上显示的图像即为该衍射束形成的暗场像。
通过倾斜入射束方向，把成像的衍射束调整至光轴方向，这样可以减小球差，获得高质量的图像。
用这种方式形成的暗场像称为中心暗场像。
在倾斜入射束时，应将透射斑移至原强衍射斑(hkl)位置，而(hkl)弱衍射斑相应地移至荧光屏中心，而变成强衍射斑点，这一点应该在操作时引起注意。
图2-1 明暗场成像的光路原理示意图
a) 明场成像b) 中心暗场成像
图2-2是相邻两个钨晶粒的明场和暗场像。
由于A晶粒的某晶面满足布喇格条件，衍射束强度较高，因此在明场像中显示暗村度。
图2-2b是A晶粒的衍射束形成的暗场像，因此A晶粒显示亮衬度，而B晶粒则为暗像。
图2-3显示析出相(ZrAl3)在铝合金基体中分布的明场和暗场像，图2-3b是析出相衍射束形成的暗场像。
利用暗场像观测析出相的尺寸、空间形态及其在基体中的分布，是衍衬分析工作中一种常用的实验技术。
图2-4是位错的明暗场像，明场像中位错线显现暗线条，暗场像衬度恰好与此相反。
图2-5是面心立方结构的铜合金中层错的明暗场像。
利用层错明暗场像外侧条纹的衬度，可以判定层错的性质。
四、实验报告要求
1．简述透射电镜的基本结构。
2．简述透射电镜电子光学系统的组成及各部分的作用。
3. 绘图并举例说明明暗场成像的原理、操作方法与步骤。
图2-2 显示钨合金晶粒形貌的衍衬像
a) 明场像 b) 暗场像
图2-3 显示析出相(ZrAl3)在铝合金基体中分布衍衬像
a) 明场像b) 暗场像
图2-4 铝合金中位错分布形态的衍衬像
a) 明场像b) 暗场像
图2-5 铜合金中层错的衍衬像
a) 明场像b) 暗场像。