透射電鏡的成像原理

透射電鏡的成像原理
a ．高分辨電子顯微鏡圖像
　　如下圖(a）所示。處于負(fù)高壓的電子槍發(fā)射一束電子，經(jīng)兩級(jí)磁透鏡組成的照明系統(tǒng)把這些電子聚成直徑僅幾微米的強(qiáng)電子束照射在要觀察的物體上。由于電子與物質(zhì)相互作用，產(chǎn)生彈性和非彈性散射，從而使這些電子帶上了所觀察物體的形貌和結(jié)構(gòu)特征等信息。這些電子經(jīng)物鏡聚焦并在物鏡的像平面上形成所觀察物體的放大像。再經(jīng)兩級(jí)或更多級(jí)的磁透鏡組成的成像系統(tǒng)進(jìn)一步放大，最后這些成像電子打在熒光屏上發(fā)出熒光。在熒光屏上我們就可以看見(jiàn)放大幾十倍到幾十萬(wàn)倍的被觀察物體的放大圖像。這些圖像可以用電子感光板記錄，也可以用電視攝像記錄，以供觀察。



b ．電子衍射圖像
　　如圖(b）所示。如果待觀察的物體是一個(gè)晶體，我們不但可以得到該物的放大了的電子像，而且還可以在物鏡的后焦面上得到這個(gè)晶體的電子衍射像。當(dāng)一束平行電子束照到薄的晶體上，除了產(chǎn)生透射束（即零級(jí)衍射束）外，還會(huì)產(chǎn)生各級(jí)衍射束，而平行于透鏡軸的透射束，經(jīng)物鏡聚焦后，在其后焦面與透鏡軸的交點(diǎn)處會(huì)聚成一點(diǎn)，這點(diǎn)就是零級(jí)衍射振幅的極大值。同樣其它各級(jí)衍射束中的每一束相互平行且與透鏡軸有一個(gè)傾角，這束衍射束經(jīng)物鏡聚焦后，在物鏡后焦面上也會(huì)聚成一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)與透鏡軸的距離決定于衍射束與透鏡軸的傾角。由于各極衍射束對(duì)透鏡軸的傾角不同，因此它們?cè)诤蠼姑嫔闲纬傻臅?huì)聚點(diǎn)離軸的距離也不同。這些在后焦面形成的會(huì)聚點(diǎn)，就是各級(jí)衍射振幅的極大值。每個(gè)振幅極大值都可以看作一個(gè)子波源，從這里發(fā)出的子波在像平面上又相干而形成物體的像。這樣我們?cè)谖镧R后焦面上就得了晶體的電子衍射譜像，在物鏡的像平面上就得到了晶體的電子放大像。所以在透射電子顯微鏡中，通過(guò)改變中間鏡電流，從而改變中間鏡的焦距，使中間鏡的物平面分別與物鏡的后焦面重合，得到晶體衍射譜的放大像；或與物鏡的像平面重合，得到晶體的電子放大像。再通過(guò)投影鏡進(jìn)一步放大，在熒光屏上就得到了最終放大了的晶體衍射譜像或電子放大像。,