超微病理学讲义

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1、第一章电子显微镜第一节概述一、电子显微镜的发展简史1、20世纪30年代，E.Ruska在电子光学理论发展的基础上发明了世界上第一台投射式电子显微镜（transmissionelectronmicroscope，TEM）放大倍数仅为12倍；1935年电子显微镜基本定型；1939年德国西门子公司生产了世界上第一批作为商品的投射式电子显微镜，分辨率优于10nm，放大倍数达到了10万倍。自此，投射式电子显微镜的研究重点是改进设计，提高仪器分辨率。2、1935年法国knoll首先提出了扫描电子显微镜（scanningelectronmicroscope，SEM）的设计思想和工作原理，1942

2、年剑桥大学D.M.Mullan首次制成了世界上第一台反射扫描电子显微镜。1965年基本定型；70年代已发展成为性能完善、自动化程度高，功能齐全的一种电子光学仪器。二、电子显微镜与光学显微镜的比较光学显微镜的光学系统一般采用可见光作为光源，玻璃透镜作为成像、放大透镜。其成像过程是：可见光通过空气和玻璃透镜这两种不同的物质界面时，光的运动速度改变，从而改变运动方向使之汇聚一点（焦点），然后再发散，这样就可以把物体的细节加以放大成像，使人们观察到物体的显微结构。电子显微镜采用电子束作为照明系统中的光源，电磁透镜作为成像、放大透镜，其基本成像过程是：电子束通过电子磁透镜时，由于电磁场的作用

3、使电子改变其运动方向而聚在一点（焦点），然后发散，从而把物体的微细结构放大成像。不过此时所成的像，人眼不能直接观察到，还须通过一个荧光屏才能看到。三、电子显微镜的分类从使用选择的角度考虑，目前电子显微镜可分为三大类：透射电子显微镜、扫描电子显微镜和分析电子显微镜。按系统分类：透射电子显微镜可分为超高压电子显微镜、高压电子显微镜、高分辨电子显微镜、普及型电子显微镜、简易型电子显微镜五类。第二节透射式电子显微镜一、透射电镜的概念：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率、高放大倍数的电子光学仪器。即用聚得很细的电子束照射在样品上，接受透过样品并带有样品内部信息的

4、电子，经过物镜聚焦放大成像，这种接收电子成像的显微镜称之为透射电镜。二、透射电镜的基本结构透射电镜主要由电子光学系统、真空系统、电子学系统、冷却系统四部分构成。1.电子光学系统相当于光镜的光源和反光镜（1）照明系统相当于光学显微镜的照明部分，由电子枪和聚光镜组成1）电子枪：由阴极、阳极、栅极组成。阴极：由直径0.11—0.15mm粗的钨丝制成，呈V字型，也称灯丝。当通电达一定温度时，即产生热电子发射，形成强的照明电子束。阳极：是一个中间带孔的金属圆盘，位于阴极的对面，它与阴极之间有10kv～120kv的电位差，这一负高压用以加速由阴极发射的电子束。栅极：位于阴极和阳极之间，它的电位

5、也比阴极低，起着控制电子束发射及改变电子枪中电场分布的作用。2）聚光镜：将电子枪发射的电子束汇聚在样品上，对样品进行照明。普通电镜有一个聚光镜；高分辨率的电镜有两个聚光镜，在第二聚光镜中装有活动光阑(用白金片做成),上面有直径为200μm、300μm和400μm的圆孔，利用光阑孔的大小，可以控制聚光镜的孔径角，即控制照明束的强弱，使样品不致发生过热现象。（2）样品室样品室是放置样品用的，通过特殊的机械装置更换样品。另外，通过连动装置，在真空外可以操纵样品台在X、Y轴方向上移动。（3）成像系统：物镜：是电镜中第一个成像的电子透镜，要求有极高的加工精度及稳定性，以保证成像质量。物镜装有

6、消像散器可消除像散，还装有活动光阑可提高反差。物镜是电镜中最关键的部件，电竞的分辨率主要取决于物镜的分辨率。中间镜：是一个可改变放大倍数的弱透镜，主要用于控制总放大倍数。如果一个中间镜不能满足要求时，还可用两个中间镜来控制放大倍数。投影镜：是将中间镜所成的像进一步放大并投影到荧光屏上，以供观察。与物镜和中间镜比较，投影镜的电流一般是不变的，即其放大倍数是固定的。中间镜和投影镜的数目根据最高分辨率所要求的有效放大倍数而定（总放大倍数为各透镜放大倍数的乘积）。对它们的要求是：在尽可能缩短镜筒高度的条件下，满足高分辨率所需要的有效放大倍数；像差减到最小，保证图像不失真；可以进行衍射分析等

7、。（4）观察记录系统包括荧光屏、光学显微镜和照相机构三部分。荧光屏：是由电子束照射后能转换成光讯号的荧光粉涂制而成，主要作用是呈现透射电子显微像，使用者可以通过荧光屏选择图像区域，在照相前对图像进行聚焦。光学显微镜：安装在主观察窗前，通常选用5~10倍饿双筒显微镜，作用是在不提高电子光学放大倍数的情况下分析高倍的电子图像，保证了在相应的倍数下，不损失图像信息，不降低图像亮度。有助于精确聚焦。照相装置：由暗盒（底片盒、接收盒）、底片传送机构、快门和自动控制电路等组成。底