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電子顯微鏡與光學(xué)顯微鏡的成像原理基本一樣，所不同的是前者用電子束作光源,，用電磁場(chǎng)作透鏡,。另外，由于電子束的穿透力很弱,，因此用于電鏡的標(biāo)本須制成厚度約50nm左右的超薄切片,。這種切片需要用超薄切片機(jī)(ultramicrotome)制作。電子顯微鏡的放大倍數(shù)最高可達(dá)近百萬倍,、由照明系統(tǒng),、成像系統(tǒng)、真空系統(tǒng),、記錄系統(tǒng),、電源系統(tǒng)5部分構(gòu)成，如果細(xì)分的話:主體部分是電子透鏡和顯像記錄系統(tǒng),，由置于真空中的電子槍,、聚光鏡、物樣室,、物鏡,、衍射鏡、中間鏡,、投影鏡,、熒光屏和照相機(jī),。
電子顯微鏡是使用電子來展示物件的內(nèi)部或表面的顯微鏡。高速的電子的波長(zhǎng)比可見光的波長(zhǎng)短(波粒二象性),，而顯微鏡的分辨率受其使用的波長(zhǎng)的限制,，因此電子顯微鏡的理論分辨率(約0.1納米)遠(yuǎn)高于光學(xué)顯微鏡的分辨率(約200納米)。透射電子顯微鏡(Transmission electron microscope,，縮寫TEM),，簡(jiǎn)稱透射電鏡，是把經(jīng)加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品上,，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向,，從而產(chǎn)生立體角散射。散射角的大小與樣品的密度,、厚度相關(guān),，因此可以形成明暗不同的影像，影像將在放大,、聚焦后在成像器件(如熒光屏,、膠片、以及感光耦合組件)上顯示出來,。由于電子的德布羅意波長(zhǎng)非常短,，透射電子顯微鏡的分辨率比光學(xué)顯微鏡高的很多，可以達(dá)到0.1~0.2nm,，放大倍數(shù)為幾萬~百萬倍,。因此，使用透射電子顯微鏡可以用于觀察樣品的精細(xì)結(jié)構(gòu),，甚至可以用于觀察僅僅一列原子的結(jié)構(gòu),，比光學(xué)顯微鏡所能夠觀察到的最小的結(jié)構(gòu)小數(shù)萬倍。TEM在中和物理學(xué)和生物學(xué)相關(guān)的許多科學(xué)領(lǐng)域都是重要的分析方法,，如癌癥研究,、病毒學(xué)、材料科學(xué),、以及納米技術(shù),、半導(dǎo)體研究等等。
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