透射電鏡成像原理

透射電鏡構造原理
透射電鏡一般是電子光學系統、真空系統和電源與控制系統三大部分組成。電子光學系統通常稱為鏡筒，是透射電子顯微鏡的核心，它又可以分為照明系統、成像系統和觀察記錄系統。
下圖是電鏡電子光學系統的示意圖，其中左邊是電鏡的剖面圖，右邊是電鏡的示意圖和光學顯微鏡的示意圖對比。由圖中可以看出，電鏡中的電子光學系統主要包括電子槍、聚光鏡、試樣臺、物鏡、物鏡光闌、選區光闌、中間鏡、投影鏡和觀察記錄系統等幾部分組成，其成像的光路與光學顯微鏡基本相同。

電鏡的電子光學系統中，一般將電子槍和聚光鏡歸為照明系統，將物鏡、中間鏡和投影鏡歸為成像系統，而觀察記錄系統則一般是熒光屏和照相機，現在的電鏡往往還配有慢掃描CCD相機，主要用來記錄高分辨像和一般的電子顯微像。

透射電鏡的成像機理

電鏡和光鏡的光路形式相似，但成像原理不同，在光鏡中，由于樣品各部分對光的吸收不同形成明暗不同的區域，反映出的圖像就是樣品對光的吸收情況。但在電鏡中顯示的樣品極小，如吸收達到可觀察的程度，將會引起樣品的漂移和損害，因此，要力求使吸收減小到最低程度，故電鏡樣品要求切得很薄，在如此薄的樣品中，電子不考慮被吸收。

一、透射電鏡的成像原理

透射電鏡的電子束射向樣品，在通過樣品的過程中和樣品發生作用，穿出樣品已帶有樣品信息，然后再進行放大處理，在熒光屏上顯示出物質結構。

電子束穿出樣品時，除了構成了圖像背景的主要成分以外，還受到質量厚度影響，產 生不同散射角度的彈性散射電子。樣品質量密度高的區域，產生大角度的散射電子(大于 0. 1弧度)被物鏡光闌遮擋，僅有小角度的散射電子通過光闌孔，以致這部分電流密度小，在熒光屏上呈現出電子致密的暗區；相反，在質量密度低的區域，大角度散射電子少，透過的電子較多，故可呈現為電子透明的亮區。這樣，即可形成一個具有明暗反差對比的、容易辨認的電鏡圖像。因此，電鏡圖像的反差是由樣品不同部位電子散射力的差異所決定的，也反映了樣品不同部位電子密度的差異。

二、透射電鏡成像的有關概念

(1) 彈性散射：快速入射電子和樣品的原子核碰撞，使電子偏離很大的角度，其軌道有明顯的偏斜，稱為彈性散射。

(2) 非彈性散射：快速入射電子和樣品繞核運動的慢速電子相碰撞，重新分配它們的速度，這種相互作用稱為“非彈性散射”。由于樣品中的電子遠比核的數量重要，因此在透射電鏡成像過程中，非彈性散射是影響圖像反差的最重要因素。

三、成像形式

當電子束通過后，把樣品上質量厚度不同部分的電子密度投影到熒光屏上后，產生了明暗不同的區域，就形成了我們需要的圖像。