電子顯微分析方法-電子光學(xué)基礎(chǔ)課件

材料表征技術(shù)（2）材料表征技術(shù)（2）1題：在德拜圖形上獲得了某簡(jiǎn)單立方物質(zhì)的如下四條衍射線，所給出的sin2數(shù)值均為CuK1衍射的結(jié)果。試用“a-cos2”圖解外推法確定晶格常數(shù)，有效數(shù)字為4位。題：在德拜圖形上獲得了某簡(jiǎn)單立方物質(zhì)的如下四條衍射線，所給2電子顯微分析方法電子顯微分析方法3電子顯微分析方法(續(xù))電子顯微分析方法電子顯微分析方法(續(xù))電子顯微分析方法4第九章電子光學(xué)基礎(chǔ)1.電子波與電磁透鏡2.電磁透鏡的像差與分辨本領(lǐng)(率)3.電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng)第九章電子光學(xué)基礎(chǔ)1.電子波與電磁透鏡5*光的折射

*光學(xué)透鏡成像

*光的衍射和光學(xué)顯微鏡的分辨本領(lǐng)極限幾何光光學(xué)基礎(chǔ)9.1電子波與電磁透鏡*光的折射

*光學(xué)透鏡成像

*光的衍射和光學(xué)顯微鏡的分6*光的折射光在均勻介質(zhì)中是直線傳播的，可是當(dāng)光從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時(shí)，由于光傳播速度隨介質(zhì)而變，因此在兩介質(zhì)分界面上光的傳播方向?qū)l(fā)生突變。這種現(xiàn)象叫做光的折射。在真空中：在折射率為n的介質(zhì)中：所以，對(duì)于單色光：幾何光光學(xué)基礎(chǔ)9.1電子波與電磁透鏡*光的折射光在均勻介質(zhì)中是直線傳播的，可是當(dāng)光從一種介質(zhì)傳7折射定律：1）入射光、折射光和介質(zhì)界面的法線三者都在同一平面內(nèi)2）入射角、折射角與兩介質(zhì)折射率n1、n2之間滿足以下關(guān)系：由于所以相對(duì)折射率n1n2如果前者：光疏物質(zhì)；后者：光密物質(zhì)光的折射折射定律：由于所以相對(duì)折射率n1n2如果前者：光疏物質(zhì)；8*光的折射

*光學(xué)透鏡成像

*光的衍射和光學(xué)顯微鏡的分辨本領(lǐng)極限幾何光光學(xué)基礎(chǔ)9.1電子波與電磁透鏡*光的折射

*光學(xué)透鏡成像

*光的衍射和光學(xué)顯微鏡的分9*光學(xué)透鏡成像凸透鏡：旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的外凸球面透鏡具有聚焦和放大作用薄透鏡：凸透鏡的厚度比兩邊球面半徑小得多。并具有以下性質(zhì)：a-1光的折射是光學(xué)透鏡成像的基礎(chǔ)*光學(xué)透鏡成像凸透鏡：旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的外凸球面透鏡具有聚焦和放大10a-2.利用作圖法，可以確定透鏡成像的位置和大?。簩?duì)于薄透鏡成像，物平面、焦平面、像平面三者關(guān)系：透鏡的放大倍數(shù)：光學(xué)透鏡成像a-2.利用作圖法，可以確定透鏡成像的位置和大小：對(duì)于薄透11*光的折射

*光學(xué)透鏡成像

*光的衍射和光學(xué)顯微鏡的分辨本領(lǐng)極限幾何光光學(xué)基礎(chǔ)9.1電子波與電磁透鏡*光的折射

*光學(xué)透鏡成像

*光的衍射和光學(xué)顯微鏡的分12*光的衍射和光學(xué)顯微鏡的分辨本領(lǐng)極限光的衍射光和無(wú)線電波一樣都屬于電磁波埃利（Airy)斑的形成及其大小的衡量：第一暗環(huán)的半徑根據(jù)衍射理論，點(diǎn)光源通過(guò)透鏡產(chǎn)生的埃利斑半徑R0的表達(dá)式：式中：n—透鏡物上、下方介質(zhì)折射率—照明光波長(zhǎng)—透鏡孔徑半角M—放大倍數(shù)埃利斑半徑與照明光波長(zhǎng)成正比，與透鏡數(shù)值孔徑（nsina)成反比*光的衍射和光學(xué)顯微鏡的分辨本領(lǐng)極限光的衍射光和無(wú)線電波一樣13光學(xué)顯微鏡分辨本領(lǐng)理論極限透鏡能分辨本領(lǐng)：n—透鏡物方介質(zhì)折射率—照明光波長(zhǎng)—透鏡孔徑半角M—放大倍數(shù)分辨本領(lǐng)(率)：成像物體上能分辨出來(lái)的兩個(gè)物點(diǎn)間的最小距離

光學(xué)顯微鏡分辨本領(lǐng)理論極限透鏡能分辨本領(lǐng)：n—透鏡物方介質(zhì)14*光學(xué)顯微鏡的分辨率極限可采用組合透鏡或設(shè)計(jì)特殊形狀的折射界面等措施來(lái)降低幾何像差（尤其是球差）—較大的孔徑半角；最大的孔徑半角70o~80o在物方介質(zhì)為油的情況下：n1.5數(shù)值孔徑nsin1.25~1.35分辨本領(lǐng)主要取決于照明波長(zhǎng)半波長(zhǎng)是光學(xué)玻璃透鏡分辨本領(lǐng)的理論極限可見(jiàn)光的波長(zhǎng)3900~7600A，在最佳情況下，光學(xué)玻璃透鏡分辨本領(lǐng)極限值可達(dá)：2000A(0.2m)通常以物鏡的分辨本領(lǐng)來(lái)定義顯微鏡的分辨本領(lǐng)。*光學(xué)顯微鏡的分辨率極限分辨本領(lǐng)主要取決于照明波長(zhǎng)可見(jiàn)光的波15有效放大倍數(shù)人眼的分辨本領(lǐng)大約為：0.2mm光學(xué)顯微分辨本領(lǐng)極限約為：0.2m(2000A)

因此光學(xué)顯微鏡必須提供足夠的放大倍數(shù)，把它能分辨的最小距離放大到人眼能分辨的程度，相應(yīng)的放大倍數(shù)叫做有效放大倍數(shù)：M有效---顯微鏡的有效放大倍數(shù)re---人眼分辨本領(lǐng)r0---顯微鏡的分辨本領(lǐng)光學(xué)顯微鏡：M有效=1000倍實(shí)際選用的放大倍數(shù)比有效放大倍數(shù)略高1000~1500倍。亞波長(zhǎng)有效放大倍數(shù)人眼的分辨本領(lǐng)大約為：0.2mmM有效---顯微16*電子的波性及其波長(zhǎng)電子波是一種物質(zhì)波或德布羅波：在高加速電壓條件下（電子顯微鏡中）電子波長(zhǎng)比可見(jiàn)光波長(zhǎng)短得多。(100-200KV，5個(gè)數(shù)量級(jí))從原理上講，若用波長(zhǎng)較短的電子波做照明光源，可顯著提高顯微鏡的分辨本領(lǐng)和有效放大倍數(shù)。經(jīng)相對(duì)論校正：電子波波長(zhǎng):(參閱表7.1)電子波長(zhǎng):100-200KV，0.037-0.025angstrom*電子的波性及其波長(zhǎng)電子波是一種物質(zhì)波或德布羅波：在高加速電17*電子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和磁透鏡

電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)是將受到洛侖茲力的作用：在電子運(yùn)動(dòng)的方向上的分量永遠(yuǎn)是零—該力不做功不能改變電子運(yùn)動(dòng)速度的大小只能改變電子的運(yùn)動(dòng)方向，使之發(fā)生偏轉(zhuǎn)。*電子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和磁透鏡

電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)電子在磁場(chǎng)18當(dāng)電子速度與均勻磁場(chǎng)并不垂直時(shí)，電子運(yùn)動(dòng)的軌跡將是螺旋線當(dāng)電子速度與均勻磁場(chǎng)并不垂直時(shí)，電子運(yùn)動(dòng)的軌跡將是螺旋線19電子顯微分析方法--電子光學(xué)基礎(chǔ)課件20*電磁透鏡在電子光學(xué)系統(tǒng)中用于電子波聚焦成像的磁場(chǎng)是一種非均勻磁場(chǎng)能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)對(duì)稱非均勻的磁場(chǎng)的裝置叫做磁透鏡：恒磁透鏡、電磁透鏡電磁透鏡的聚焦成像原理：--短線圈磁場(chǎng)的聚焦成像*電磁透鏡在電子光學(xué)系統(tǒng)中用于電子波聚焦成像的磁場(chǎng)是一種非均21電子顯微分析方法--電子光學(xué)基礎(chǔ)課件22有軟磁殼電磁透鏡有軟磁殼電磁透鏡23有極靴電磁透鏡(a)極靴組件分解(b)有極靴電磁透鏡剖面（c）三種電磁透鏡軸向磁感應(yīng)強(qiáng)度分布有極靴電磁透鏡(a)極靴組件分解(b)有極靴電磁透鏡剖面（24電子顯微分析方法--電子光學(xué)基礎(chǔ)課件25電磁透鏡的像放大倍數(shù)：或f---焦距L1---電磁透鏡的物距L2---電磁透鏡的像距電磁透鏡的焦距：式中K--常數(shù)，Ur--經(jīng)相對(duì)論校正的電子加速電壓，（IN）--電磁透鏡的激磁安匝數(shù)。電磁透鏡焦距與激磁安匝數(shù)的平方成正比，焦距總是正的——電磁透鏡總是會(huì)聚透鏡當(dāng)改變激磁電流時(shí)，電磁透鏡的焦距、放大倍率將發(fā)生相應(yīng)變化電磁透鏡是一種變焦距或變倍率的會(huì)聚透鏡。電磁透鏡的像放大倍數(shù)：或f---焦距電磁透鏡的焦距：式中K26第九章電子光學(xué)基礎(chǔ)1.電子波與電磁透鏡2.電磁透鏡的像差與分辨本領(lǐng)(率)3.電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng)第九章電子光學(xué)基礎(chǔ)1.電子波與電磁透鏡279.2電磁透鏡的像差與分辨本領(lǐng)電磁透鏡的像差分為兩類：幾何像差：因透鏡磁場(chǎng)幾何上的缺陷而產(chǎn)生；包括球差、像散、像畸變色差：由電子的波長(zhǎng)或能量非單一性引起。9.2電磁透鏡的像差與分辨本領(lǐng)電磁透鏡的像差分為兩類：28球差：球差最小散焦斑半徑rs(折算到透鏡物平面？）可用下式來(lái)計(jì)算：式中Cs—電鏡透鏡球差系數(shù)—電磁透鏡孔徑半角物鏡的Cs值相當(dāng)于焦距（1-3mm),減小Cs，減小球差減少透鏡孔徑半角（三次方的關(guān)系），可以顯著地減小散焦斑半徑，可顯著提高透鏡的分辨本領(lǐng)。球差除透鏡分辨本領(lǐng)外，還會(huì)引起圖像畸變是由電磁透鏡磁場(chǎng)中，近軸區(qū)域電子束的折射能力與遠(yuǎn)軸區(qū)域不同而產(chǎn)生的，一般說(shuō)總是遠(yuǎn)軸比近軸區(qū)域的折射能力大，此類球差叫正球差。球差：球差最小散焦斑半徑rs(折算到透鏡物平面？）可用下式29像散：像散散焦斑半徑rA(折算到透鏡物平面）：式中fA—由透鏡磁場(chǎng)非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性產(chǎn)生的焦距差——透鏡孔徑半角透鏡磁場(chǎng)非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性越明顯，焦距差越大，散焦斑越大，透鏡的分辨本領(lǐng)越差。幸運(yùn)的是，它可以用機(jī)械、靜電或電磁式消像散器加以補(bǔ)償矯正。是由透鏡磁場(chǎng)非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱引起的一種像差像散：像散散焦斑半徑rA(折算到透鏡物平面）：式中fA30色差：是由成像電子波長(zhǎng)（或能量）變化引起電磁透鏡焦距變化而產(chǎn)生的一種像差。色差：是由成像電子波長(zhǎng)（或能量）變化引起電磁透鏡焦距變化而31色散散焦斑半徑rc(折算到透鏡物平面）：Cc—電子透鏡色差系數(shù)，隨激磁電流增大而減小—電磁透鏡孔徑半角；E/E—成像電子束能量變化率。成像電子束能變化的原因：第一，電子槍加速電壓的不穩(wěn)定；第二，單一能量或波長(zhǎng)的電子束照射樣品物質(zhì)時(shí)，將與樣品原子的核外電子發(fā)生非彈性散射。一般來(lái)說(shuō)，樣品越厚，電子能量損失或波長(zhǎng)變化幅度越大，色差散焦斑越大，透鏡像分辨率越低。色差：色散散焦斑半徑rc(折算到透鏡物平面）：Cc—電子透鏡色32透鏡球差Cs、色差系數(shù)Cc與激磁電流I的關(guān)系透鏡球差Cs、色差系數(shù)Cc與激磁電流I的關(guān)系33*電磁透鏡分辨本領(lǐng)分辨本領(lǐng)是透鏡最重要的性能指標(biāo)。它取決于透鏡的像差和衍射效應(yīng)所產(chǎn)生的散焦斑尺寸大小。嚴(yán)格說(shuō)它是由像差和衍射效應(yīng)綜合影響的結(jié)果。光學(xué)透鏡的分辨本領(lǐng)主要取決于光的衍射效應(yīng)。球差是關(guān)鍵因素:電磁透鏡總是會(huì)聚透鏡，找到一種矯正球差的有效方法是困難的電磁透鏡最佳孔徑半角的確定：雖然電子波長(zhǎng)僅為可見(jiàn)波長(zhǎng)的十萬(wàn)分之一左右，但電磁透鏡分辨本領(lǐng)并沒(méi)因此提高十萬(wàn)倍。主要是受像差，尤其是球差的限制。總的來(lái)說(shuō)，電磁透鏡的分辨率比光學(xué)透鏡提高一千倍左右，能達(dá)0.1nm*電磁透鏡分辨本領(lǐng)分辨本領(lǐng)是透鏡最重要的性能指標(biāo)。雖然電子波34第九章電子光學(xué)基礎(chǔ)1.電子波與電磁透鏡2.電磁透鏡的像差與分辨本領(lǐng)(率)3.電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng)第九章電子光學(xué)基礎(chǔ)1.電子波與電磁透鏡359.3電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng)9.3電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng)36*景深：透鏡物平面允許的軸向偏差（如果失焦圓斑尺寸不超過(guò)衍射效應(yīng)和像差引起的散焦斑，則對(duì)透鏡的分辨本領(lǐng)并不影響）=10-2~10-3rad,則Df=(200~2000)r0若分辨率＝１nm,則Df=200~2000nm100kv加速電壓,則樣品厚度控制在200nm左右*景深：透鏡物平面允許的軸向偏差（如果失焦圓斑尺寸不超過(guò)衍射37*焦長(zhǎng)：透鏡像平面允許的軸向偏差（如果失焦圓斑尺寸不超過(guò)衍射效應(yīng)和像差引起的散焦斑，則透鏡像平面在一定的軸向距離內(nèi)移動(dòng)，對(duì)透鏡的分辨本領(lǐng)并沒(méi)有影響）：像點(diǎn)所張的孔徑角若分辨率１nm，=10-2rad,M為200倍則DL=8mm(在理想像平面4mm)對(duì)多級(jí)透鏡組成的電子顯微鏡，DL=10~20cm*焦長(zhǎng)：透鏡像平面允許的軸向偏差（如果失焦圓斑尺寸不超過(guò)衍射38EMandOMcomparisonchart

ElectronmicroscopeOpticalmicroscopeIlluminationbeamElectronbeamLightbeamWavelength0.0859?(20kv)~0.0251?(200kv)7,500?(visible)~2,000?(ultrayiolet)MediumVacuumAtmosphereLensElectronlens(magneticorelectrostatic)Opticallens(glass)Apertureangle~35’~~70°ResolutionpowerPointtopoint:3.5?lattice:1.4?Visible:2,000?ultraviolet:1,000?Magnification100×~450,000×(continuouslyvariable)10×~2,000×(lensexchange)FocusingElectricallyMechanicallyContrastScatteringabsorption,diffraction,phaseAbsorption,reflectionEMandOMcomparisonchart

El392.結(jié)構(gòu)與工作原理2.結(jié)構(gòu)與工作原理40*電子的波性及其波長(zhǎng)電子波是一種物質(zhì)波或德布羅波：在高加速電壓條件下（電子顯微鏡中）電子波長(zhǎng)比可見(jiàn)光波長(zhǎng)短得多。(100-200KV，5個(gè)數(shù)量級(jí))從原理上講，若用波長(zhǎng)較短的電子波做照明光源，可顯著提高顯微鏡的分辨本領(lǐng)和有效放大倍數(shù)。經(jīng)相對(duì)論校正：電子波波長(zhǎng):(參閱表7.1)電子波長(zhǎng):100-200KV，0.037-0.025angstrom*電子的波性及其波長(zhǎng)電子波是一種物質(zhì)波或德布羅波：在高加速電41*電磁透鏡在電子光學(xué)系統(tǒng)中用于電子波聚焦成像的磁場(chǎng)是一種非均勻磁場(chǎng)能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)對(duì)稱非均勻的磁場(chǎng)的裝置叫做磁透鏡：恒磁透鏡、電磁透鏡電磁透鏡的聚焦成像原理：--短線圈磁場(chǎng)的聚焦成像*電磁透鏡在電子光學(xué)系統(tǒng)中用于電子波聚焦成像的磁場(chǎng)是一種非均42電磁透鏡的像放大倍數(shù)：或f---焦距L1---電磁透鏡的物距L2---電磁透鏡的像距電磁透鏡的焦距：式中K--常數(shù)，Ur--經(jīng)相對(duì)論校正的電子加速電壓，（IN）--電磁透鏡的激磁安匝數(shù)。電磁透鏡焦距與激磁安匝數(shù)的平方成正比，焦距總是正的——電磁透鏡總是會(huì)聚透鏡當(dāng)改變激磁電流時(shí)，電磁透鏡的焦距、放大倍率將發(fā)生相應(yīng)變化電磁透鏡是一種變焦距或變倍率的會(huì)聚透鏡。電磁透鏡的像放大倍數(shù)：或f---焦距電磁透鏡的焦距：式中K439.2電磁透鏡的像差與分辨本領(lǐng)電磁透鏡的像差分為兩類：幾何像差：因透鏡磁場(chǎng)幾何上的缺陷而產(chǎn)生；包括球差、像散、像畸變色差：由電子的波長(zhǎng)或能量非單一性引起。9.2電磁透鏡的像差與分辨本領(lǐng)電磁透鏡的像差分為兩類：449.3電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng)9.3電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng)45第十章透射電子顯微鏡10.1透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像原理照明系統(tǒng)成像系統(tǒng)圖像觀察和記錄系統(tǒng)10.2主要部件的結(jié)構(gòu)與工作原理10.3透射電子顯微鏡分辨本領(lǐng)與放大倍數(shù)的測(cè)定第十章透射電子顯微鏡10.1透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像4610.1透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像原理透射電子顯微鏡：電子光學(xué)系統(tǒng)（鏡筒）電源和控制系統(tǒng)（包括電子槍高壓電源，透鏡電源，控制線路電源等）。真空系統(tǒng)10.1透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像原理透射電子顯微鏡：47*照明系統(tǒng)透射電子顯微鏡照明系統(tǒng)電子槍、聚光鏡相應(yīng)的平移對(duì)中，傾斜調(diào)節(jié)裝置*照明系統(tǒng)透射電子顯微鏡照明系統(tǒng)48電子槍：透射電子顯微鏡的電子源熱陰極電子槍：發(fā)夾形鎢絲陰極柵極帽陽(yáng)極柵極：對(duì)陰極電子束流發(fā)射的穩(wěn)定起著重要的作用整個(gè)三極靜電透鏡系統(tǒng)對(duì)陰極發(fā)射的電子束還起著聚焦作用接偏壓電阻電子槍：透射電子顯微鏡的電子源熱陰極電子槍：柵極：整個(gè)三極靜49用來(lái)會(huì)聚電子槍射出的電子束，以最小的損失照明樣品，調(diào)節(jié)照明強(qiáng)度，孔徑角和屬斑大小高性能透射電子顯微鏡都采用雙聚光鏡照明系統(tǒng)第一聚光鏡：強(qiáng)激磁透鏡第二聚光鏡：弱激磁透鏡由于第二聚光鏡是弱激磁透鏡像差較大必須借助于第二聚光闌和消像散器來(lái)降低球差消除像散聚光鏡用來(lái)會(huì)聚電子槍射出的電子束，以最小的損失照明樣品，調(diào)節(jié)照明強(qiáng)50*成像系統(tǒng)電子顯微鏡成像系統(tǒng)：物鏡、中間鏡、和投影鏡物鏡：一臺(tái)透射電子顯微鏡分辨本領(lǐng)的高低，主要取決于物鏡。通常采用強(qiáng)激磁、短焦距的物鏡，像差小。還借助于物鏡光闌和消像散器來(lái)進(jìn)一步降低球差、消除像散、提高分辨本領(lǐng)中間鏡：一個(gè)弱激磁的長(zhǎng)焦距變倍透鏡，可以在0~20倍范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。當(dāng)放大倍數(shù)大于1時(shí)，用來(lái)進(jìn)一步放大物鏡像；當(dāng)放大倍數(shù)小于1時(shí)，用來(lái)縮小物鏡像通過(guò)調(diào)整物平面的位置選擇操作方式：物鏡像平面—成像操作；物鏡背焦平面—電子衍射操作*成像系統(tǒng)電子顯微鏡成像系統(tǒng)：物鏡、中間鏡、和投影鏡物鏡：中51投影鏡：一個(gè)強(qiáng)激磁、短焦距透鏡，將中間鏡所成像放大并投影到熒光屏上。為確保成像系統(tǒng)足夠高的放大倍數(shù)，投影鏡應(yīng)提供盡可能大的放大倍數(shù)。投影鏡：52電子顯微分析方法--電子光學(xué)基礎(chǔ)課件53電子顯微分析方法--電子光學(xué)基礎(chǔ)課件54*圖象觀察和記錄系統(tǒng)熒光屏：照相裝置：*圖象觀察和記錄系統(tǒng)熒光屏：55電子顯微分析方法--電子光學(xué)基礎(chǔ)課件56第十章透射電子顯微鏡10.1透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像原理照明系統(tǒng)成像系統(tǒng)圖像觀察和記錄系統(tǒng)10.2主要部件的結(jié)構(gòu)與工作原理10.3透射電子顯微鏡分辨本領(lǐng)與放大倍數(shù)的測(cè)定第十章透射電子顯微鏡10.1透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像57

樣品臺(tái)：以選擇感興趣的區(qū)域或位向、一定條件下進(jìn)行觀察分析。包括單傾臺(tái)、雙傾臺(tái)、加熱臺(tái)、拉伸臺(tái)等10.2主要部件的結(jié)構(gòu)與工作原理樣品臺(tái)：以選擇感興趣的區(qū)域或位向、一定條件下進(jìn)行觀察分析。58平移，即照明電子束軸線與成像系統(tǒng)軸線合軸，適用于明場(chǎng)像傾斜照明，即照明電子束軸線與成像系統(tǒng)軸線成一定夾角（一般2~30）電子束傾斜與平移裝置平移，即照明電子束軸線與成像系統(tǒng)軸線合軸，適用于明場(chǎng)像電子束59消像散：矯正橢圓形磁場(chǎng)光闌：聚光鏡光闌：限制照明孔徑角物鏡光闌（襯度光闌）：物鏡后焦面選區(qū)光闌（視場(chǎng)光闌）：置于樣品上面，使電子束只能通過(guò)光闌孔限定的微區(qū);但通常位于物鏡的像平面位置(?).選取衍射消像散：矯正橢圓形磁場(chǎng)60#聚光鏡光闌：限制照明孔徑角;位于第二聚光鏡下方

#物鏡光闌（襯度光闌）：物鏡后焦面.擋住散射角大的電子，增加襯度；減小物鏡孔徑角，減小像差;套取衍射束成像----暗場(chǎng)像。進(jìn)行衍射操作時(shí)移去。

#選區(qū)光闌（視場(chǎng)光闌）：位于物鏡的像平面（相當(dāng)于置于樣品上面，使電子束只能通過(guò)光闌孔限定的微區(qū)）;選擇微區(qū)進(jìn)行衍射分析---選區(qū)衍射#聚光鏡光闌：限制照明孔徑角;位于第二聚光鏡下方#物鏡光闌（61第十章透射電子顯微鏡10.1透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像原理照明系統(tǒng)成像系統(tǒng)圖像觀察和記錄系統(tǒng)10.2主要部件的結(jié)構(gòu)與工作原理10.3透射電子顯微鏡分辨本領(lǐng)與放大倍數(shù)的測(cè)定第十章透射電子顯微鏡10.1透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像6210.3透射電子顯微鏡分辨本領(lǐng)與放大倍數(shù)的測(cè)定點(diǎn)分辨本領(lǐng)的測(cè)定：蒸發(fā)到支撐膜上的金屬或合金的粒子（粒度0.5-1nm,間距0.2-1nm）晶格分辨本領(lǐng)的測(cè)定(單晶薄膜晶格像)10.3透射電子顯微鏡分辨本領(lǐng)與放大倍數(shù)的測(cè)定63放大倍數(shù)的標(biāo)定衍射光柵塑料小球高倍數(shù)（10萬(wàn)倍）:晶格條紋像放大倍數(shù)的標(biāo)定衍射光柵64第十一章復(fù)型技術(shù)11.1概述11.2質(zhì)厚襯度原理質(zhì)厚襯度:建立在非晶試樣中原子對(duì)入射電子的散射和TEM小孔徑角成像基礎(chǔ)上的成像原理;解釋非晶電子顯微圖象襯度單個(gè)原子對(duì)入射電子的散射第十一章復(fù)型技術(shù)11.1概述質(zhì)厚襯度:建立在非晶試樣中原65(核)彈性散射截面n：

n=rn2(一個(gè)核外電子)非彈性散射截面：e=rn2一個(gè)孤立原子把電子散射到以外的散射截面0：0=n+Ze原子序數(shù)越大，產(chǎn)生彈性散射的比例越大。彈性散射是透射電子顯微鏡成像基礎(chǔ)；非彈性散射引起的色差將使背景強(qiáng)度增高，圖象襯度降低。(核)彈性散射截面n：

n=rn2(一個(gè)核外電子)66TEM小孔徑角成像TEM小孔徑角成像67質(zhì)厚襯度成像原理

質(zhì)厚襯度成像原理

68質(zhì)厚成像原理散射襯度圖像是試樣上各部位對(duì)電子束散射能力差異所形成的結(jié)果。散射能力與試樣的厚度(t)、原子量A(原子序數(shù)Z)、密度(P)，以及試樣對(duì)電子的散射截面％(a為物鏡光欄所限制的孑L徑角)有關(guān)。參入成像的電子束強(qiáng)度j可表示為：式中k為阿佛加德羅常數(shù)。圖像上相鄰點(diǎn)的反差決定了成像電子束強(qiáng)度差(G)，可表示為：質(zhì)厚成像原理散射襯度圖像是試樣上各部位對(duì)電子束散射能力差異所69質(zhì)厚襯度成像原理

質(zhì)厚襯度:

Q：每立方厘米包含N個(gè)原子的樣品的總散射截面；等于No質(zhì)厚襯度成像原理

質(zhì)厚襯度:

Q：每立方厘米包含N個(gè)原子的樣70電子顯微分析方法--電子光學(xué)基礎(chǔ)課件7111.3復(fù)型11.3復(fù)型7211.4萃取復(fù)型與粉末樣品萃取復(fù)型:基體組織形態(tài);第二相顆粒大小、形狀及分布，晶體結(jié)構(gòu)(ED)11.4萃取復(fù)型與粉末樣品萃取復(fù)型:基體組織形態(tài);第二相顆73萃取復(fù)型的制備及鋼中析出的Mo2C和NbC萃取復(fù)型的制備及鋼中析出的Mo2C和NbC74粉末樣品制備觀察納米粉體的尺寸和形態(tài)膠粉混合法支持膜分散粉末法粉末樣品制備觀察納米粉體的尺寸和形態(tài)75TEMmicrographsofbareSiO2(a)andcore–shellstructuredSiO2@Gd1.4Eu0.6(WO4)3(b)particlesannealedat800

°C.

bythesol–gelmethodTEMmicrographsofbareSiO2(76電子顯微分析方法--電子光學(xué)基礎(chǔ)課件77電子顯微分析方法--電子光學(xué)基礎(chǔ)課件78電子顯微分析方法--電子光學(xué)基礎(chǔ)課件79電子顯微分析方法--電子光學(xué)基礎(chǔ)課件80材料表征技術(shù)（2）材料表征技術(shù)（2）81題：在德拜圖形上獲得了某簡(jiǎn)單立方物質(zhì)的如下四條衍射線，所給出的sin2數(shù)值均為CuK1衍射的結(jié)果。試用“a-cos2”圖解外推法確定晶格常數(shù)，有效數(shù)字為4位。題：在德拜圖形上獲得了某簡(jiǎn)單立方物質(zhì)的如下四條衍射線，所給82電子顯微分析方法電子顯微分析方法83電子顯微分析方法(續(xù))電子顯微分析方法電子顯微分析方法(續(xù))電子顯微分析方法84第九章電子光學(xué)基礎(chǔ)1.電子波與電磁透鏡2.電磁透鏡的像差與分辨本領(lǐng)(率)3.電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng)第九章電子光學(xué)基礎(chǔ)1.電子波與電磁透鏡85*光的折射

*光學(xué)透鏡成像

*光的衍射和光學(xué)顯微鏡的分辨本領(lǐng)極限幾何光光學(xué)基礎(chǔ)9.1電子波與電磁透鏡*光的折射

*光學(xué)透鏡成像

*光的衍射和光學(xué)顯微鏡的分86*光的折射光在均勻介質(zhì)中是直線傳播的，可是當(dāng)光從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時(shí)，由于光傳播速度隨介質(zhì)而變，因此在兩介質(zhì)分界面上光的傳播方向?qū)l(fā)生突變。這種現(xiàn)象叫做光的折射。在真空中：在折射率為n的介質(zhì)中：所以，對(duì)于單色光：幾何光光學(xué)基礎(chǔ)9.1電子波與電磁透鏡*光的折射光在均勻介質(zhì)中是直線傳播的，可是當(dāng)光從一種介質(zhì)傳87折射定律：1）入射光、折射光和介質(zhì)界面的法線三者都在同一平面內(nèi)2）入射角、折射角與兩介質(zhì)折射率n1、n2之間滿足以下關(guān)系：由于所以相對(duì)折射率n1n2如果前者：光疏物質(zhì)；后者：光密物質(zhì)光的折射折射定律：由于所以相對(duì)折射率n1n2如果前者：光疏物質(zhì)；88*光的折射

*光學(xué)透鏡成像

*光的衍射和光學(xué)顯微鏡的分辨本領(lǐng)極限幾何光光學(xué)基礎(chǔ)9.1電子波與電磁透鏡*光的折射

*光學(xué)透鏡成像

*光的衍射和光學(xué)顯微鏡的分89*光學(xué)透鏡成像凸透鏡：旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的外凸球面透鏡具有聚焦和放大作用薄透鏡：凸透鏡的厚度比兩邊球面半徑小得多。并具有以下性質(zhì)：a-1光的折射是光學(xué)透鏡成像的基礎(chǔ)*光學(xué)透鏡成像凸透鏡：旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的外凸球面透鏡具有聚焦和放大90a-2.利用作圖法，可以確定透鏡成像的位置和大小：對(duì)于薄透鏡成像，物平面、焦平面、像平面三者關(guān)系：透鏡的放大倍數(shù)：光學(xué)透鏡成像a-2.利用作圖法，可以確定透鏡成像的位置和大?。簩?duì)于薄透91*光的折射

*光學(xué)透鏡成像

*光的衍射和光學(xué)顯微鏡的分辨本領(lǐng)極限幾何光光學(xué)基礎(chǔ)9.1電子波與電磁透鏡*光的折射

*光學(xué)透鏡成像

*光的衍射和光學(xué)顯微鏡的分92*光的衍射和光學(xué)顯微鏡的分辨本領(lǐng)極限光的衍射光和無(wú)線電波一樣都屬于電磁波埃利（Airy)斑的形成及其大小的衡量：第一暗環(huán)的半徑根據(jù)衍射理論，點(diǎn)光源通過(guò)透鏡產(chǎn)生的埃利斑半徑R0的表達(dá)式：式中：n—透鏡物上、下方介質(zhì)折射率—照明光波長(zhǎng)—透鏡孔徑半角M—放大倍數(shù)埃利斑半徑與照明光波長(zhǎng)成正比，與透鏡數(shù)值孔徑（nsina)成反比*光的衍射和光學(xué)顯微鏡的分辨本領(lǐng)極限光的衍射光和無(wú)線電波一樣93光學(xué)顯微鏡分辨本領(lǐng)理論極限透鏡能分辨本領(lǐng)：n—透鏡物方介質(zhì)折射率—照明光波長(zhǎng)—透鏡孔徑半角M—放大倍數(shù)分辨本領(lǐng)(率)：成像物體上能分辨出來(lái)的兩個(gè)物點(diǎn)間的最小距離

光學(xué)顯微鏡分辨本領(lǐng)理論極限透鏡能分辨本領(lǐng)：n—透鏡物方介質(zhì)94*光學(xué)顯微鏡的分辨率極限可采用組合透鏡或設(shè)計(jì)特殊形狀的折射界面等措施來(lái)降低幾何像差（尤其是球差）—較大的孔徑半角；最大的孔徑半角70o~80o在物方介質(zhì)為油的情況下：n1.5數(shù)值孔徑nsin1.25~1.35分辨本領(lǐng)主要取決于照明波長(zhǎng)半波長(zhǎng)是光學(xué)玻璃透鏡分辨本領(lǐng)的理論極限可見(jiàn)光的波長(zhǎng)3900~7600A，在最佳情況下，光學(xué)玻璃透鏡分辨本領(lǐng)極限值可達(dá)：2000A(0.2m)通常以物鏡的分辨本領(lǐng)來(lái)定義顯微鏡的分辨本領(lǐng)。*光學(xué)顯微鏡的分辨率極限分辨本領(lǐng)主要取決于照明波長(zhǎng)可見(jiàn)光的波95有效放大倍數(shù)人眼的分辨本領(lǐng)大約為：0.2mm光學(xué)顯微分辨本領(lǐng)極限約為：0.2m(2000A)

因此光學(xué)顯微鏡必須提供足夠的放大倍數(shù)，把它能分辨的最小距離放大到人眼能分辨的程度，相應(yīng)的放大倍數(shù)叫做有效放大倍數(shù)：M有效---顯微鏡的有效放大倍數(shù)re---人眼分辨本領(lǐng)r0---顯微鏡的分辨本領(lǐng)光學(xué)顯微鏡：M有效=1000倍實(shí)際選用的放大倍數(shù)比有效放大倍數(shù)略高1000~1500倍。亞波長(zhǎng)有效放大倍數(shù)人眼的分辨本領(lǐng)大約為：0.2mmM有效---顯微96*電子的波性及其波長(zhǎng)電子波是一種物質(zhì)波或德布羅波：在高加速電壓條件下（電子顯微鏡中）電子波長(zhǎng)比可見(jiàn)光波長(zhǎng)短得多。(100-200KV，5個(gè)數(shù)量級(jí))從原理上講，若用波長(zhǎng)較短的電子波做照明光源，可顯著提高顯微鏡的分辨本領(lǐng)和有效放大倍數(shù)。經(jīng)相對(duì)論校正：電子波波長(zhǎng):(參閱表7.1)電子波長(zhǎng):100-200KV，0.037-0.025angstrom*電子的波性及其波長(zhǎng)電子波是一種物質(zhì)波或德布羅波：在高加速電97*電子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和磁透鏡

電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)是將受到洛侖茲力的作用：在電子運(yùn)動(dòng)的方向上的分量永遠(yuǎn)是零—該力不做功不能改變電子運(yùn)動(dòng)速度的大小只能改變電子的運(yùn)動(dòng)方向，使之發(fā)生偏轉(zhuǎn)。*電子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和磁透鏡

電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)電子在磁場(chǎng)98當(dāng)電子速度與均勻磁場(chǎng)并不垂直時(shí)，電子運(yùn)動(dòng)的軌跡將是螺旋線當(dāng)電子速度與均勻磁場(chǎng)并不垂直時(shí)，電子運(yùn)動(dòng)的軌跡將是螺旋線99電子顯微分析方法--電子光學(xué)基礎(chǔ)課件100*電磁透鏡在電子光學(xué)系統(tǒng)中用于電子波聚焦成像的磁場(chǎng)是一種非均勻磁場(chǎng)能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)對(duì)稱非均勻的磁場(chǎng)的裝置叫做磁透鏡：恒磁透鏡、電磁透鏡電磁透鏡的聚焦成像原理：--短線圈磁場(chǎng)的聚焦成像*電磁透鏡在電子光學(xué)系統(tǒng)中用于電子波聚焦成像的磁場(chǎng)是一種非均101電子顯微分析方法--電子光學(xué)基礎(chǔ)課件102有軟磁殼電磁透鏡有軟磁殼電磁透鏡103有極靴電磁透鏡(a)極靴組件分解(b)有極靴電磁透鏡剖面（c）三種電磁透鏡軸向磁感應(yīng)強(qiáng)度分布有極靴電磁透鏡(a)極靴組件分解(b)有極靴電磁透鏡剖面（104電子顯微分析方法--電子光學(xué)基礎(chǔ)課件105電磁透鏡的像放大倍數(shù)：或f---焦距L1---電磁透鏡的物距L2---電磁透鏡的像距電磁透鏡的焦距：式中K--常數(shù)，Ur--經(jīng)相對(duì)論校正的電子加速電壓，（IN）--電磁透鏡的激磁安匝數(shù)。電磁透鏡焦距與激磁安匝數(shù)的平方成正比，焦距總是正的——電磁透鏡總是會(huì)聚透鏡當(dāng)改變激磁電流時(shí)，電磁透鏡的焦距、放大倍率將發(fā)生相應(yīng)變化電磁透鏡是一種變焦距或變倍率的會(huì)聚透鏡。電磁透鏡的像放大倍數(shù)：或f---焦距電磁透鏡的焦距：式中K106第九章電子光學(xué)基礎(chǔ)1.電子波與電磁透鏡2.電磁透鏡的像差與分辨本領(lǐng)(率)3.電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng)第九章電子光學(xué)基礎(chǔ)1.電子波與電磁透鏡1079.2電磁透鏡的像差與分辨本領(lǐng)電磁透鏡的像差分為兩類：幾何像差：因透鏡磁場(chǎng)幾何上的缺陷而產(chǎn)生；包括球差、像散、像畸變色差：由電子的波長(zhǎng)或能量非單一性引起。9.2電磁透鏡的像差與分辨本領(lǐng)電磁透鏡的像差分為兩類：108球差：球差最小散焦斑半徑rs(折算到透鏡物平面？）可用下式來(lái)計(jì)算：式中Cs—電鏡透鏡球差系數(shù)—電磁透鏡孔徑半角物鏡的Cs值相當(dāng)于焦距（1-3mm),減小Cs，減小球差減少透鏡孔徑半角（三次方的關(guān)系），可以顯著地減小散焦斑半徑，可顯著提高透鏡的分辨本領(lǐng)。球差除透鏡分辨本領(lǐng)外，還會(huì)引起圖像畸變是由電磁透鏡磁場(chǎng)中，近軸區(qū)域電子束的折射能力與遠(yuǎn)軸區(qū)域不同而產(chǎn)生的，一般說(shuō)總是遠(yuǎn)軸比近軸區(qū)域的折射能力大，此類球差叫正球差。球差：球差最小散焦斑半徑rs(折算到透鏡物平面？）可用下式109像散：像散散焦斑半徑rA(折算到透鏡物平面）：式中fA—由透鏡磁場(chǎng)非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性產(chǎn)生的焦距差——透鏡孔徑半角透鏡磁場(chǎng)非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性越明顯，焦距差越大，散焦斑越大，透鏡的分辨本領(lǐng)越差。幸運(yùn)的是，它可以用機(jī)械、靜電或電磁式消像散器加以補(bǔ)償矯正。是由透鏡磁場(chǎng)非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱引起的一種像差像散：像散散焦斑半徑rA(折算到透鏡物平面）：式中fA110色差：是由成像電子波長(zhǎng)（或能量）變化引起電磁透鏡焦距變化而產(chǎn)生的一種像差。色差：是由成像電子波長(zhǎng)（或能量）變化引起電磁透鏡焦距變化而111色散散焦斑半徑rc(折算到透鏡物平面）：Cc—電子透鏡色差系數(shù)，隨激磁電流增大而減小—電磁透鏡孔徑半角；E/E—成像電子束能量變化率。成像電子束能變化的原因：第一，電子槍加速電壓的不穩(wěn)定；第二，單一能量或波長(zhǎng)的電子束照射樣品物質(zhì)時(shí)，將與樣品原子的核外電子發(fā)生非彈性散射。一般來(lái)說(shuō)，樣品越厚，電子能量損失或波長(zhǎng)變化幅度越大，色差散焦斑越大，透鏡像分辨率越低。色差：色散散焦斑半徑rc(折算到透鏡物平面）：Cc—電子透鏡色112透鏡球差Cs、色差系數(shù)Cc與激磁電流I的關(guān)系透鏡球差Cs、色差系數(shù)Cc與激磁電流I的關(guān)系113*電磁透鏡分辨本領(lǐng)分辨本領(lǐng)是透鏡最重要的性能指標(biāo)。它取決于透鏡的像差和衍射效應(yīng)所產(chǎn)生的散焦斑尺寸大小。嚴(yán)格說(shuō)它是由像差和衍射效應(yīng)綜合影響的結(jié)果。光學(xué)透鏡的分辨本領(lǐng)主要取決于光的衍射效應(yīng)。球差是關(guān)鍵因素:電磁透鏡總是會(huì)聚透鏡，找到一種矯正球差的有效方法是困難的電磁透鏡最佳孔徑半角的確定：雖然電子波長(zhǎng)僅為可見(jiàn)波長(zhǎng)的十萬(wàn)分之一左右，但電磁透鏡分辨本領(lǐng)并沒(méi)因此提高十萬(wàn)倍。主要是受像差，尤其是球差的限制?？偟膩?lái)說(shuō)，電磁透鏡的分辨率比光學(xué)透鏡提高一千倍左右，能達(dá)0.1nm*電磁透鏡分辨本領(lǐng)分辨本領(lǐng)是透鏡最重要的性能指標(biāo)。雖然電子波114第九章電子光學(xué)基礎(chǔ)1.電子波與電磁透鏡2.電磁透鏡的像差與分辨本領(lǐng)(率)3.電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng)第九章電子光學(xué)基礎(chǔ)1.電子波與電磁透鏡1159.3電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng)9.3電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng)116*景深：透鏡物平面允許的軸向偏差（如果失焦圓斑尺寸不超過(guò)衍射效應(yīng)和像差引起的散焦斑，則對(duì)透鏡的分辨本領(lǐng)并不影響）=10-2~10-3rad,則Df=(200~2000)r0若分辨率＝１nm,則Df=200~2000nm100kv加速電壓,則樣品厚度控制在200nm左右*景深：透鏡物平面允許的軸向偏差（如果失焦圓斑尺寸不超過(guò)衍射117*焦長(zhǎng)：透鏡像平面允許的軸向偏差（如果失焦圓斑尺寸不超過(guò)衍射效應(yīng)和像差引起的散焦斑，則透鏡像平面在一定的軸向距離內(nèi)移動(dòng)，對(duì)透鏡的分辨本領(lǐng)并沒(méi)有影響）：像點(diǎn)所張的孔徑角若分辨率１nm，=10-2rad,M為200倍則DL=8mm(在理想像平面4mm)對(duì)多級(jí)透鏡組成的電子顯微鏡，DL=10~20cm*焦長(zhǎng)：透鏡像平面允許的軸向偏差（如果失焦圓斑尺寸不超過(guò)衍射118EMandOMcomparisonchart

ElectronmicroscopeOpticalmicroscopeIlluminationbeamElectronbeamLightbeamWavelength0.0859?(20kv)~0.0251?(200kv)7,500?(visible)~2,000?(ultrayiolet)MediumVacuumAtmosphereLensElectronlens(magneticorelectrostatic)Opticallens(glass)Apertureangle~35’~~70°ResolutionpowerPointtopoint:3.5?lattice:1.4?Visible:2,000?ultraviolet:1,000?Magnification100×~450,000×(continuouslyvariable)10×~2,000×(lensexchange)FocusingElectricallyMechanicallyContrastScatteringabsorption,diffraction,phaseAbsorption,reflectionEMandOMcomparisonchart

El1192.結(jié)構(gòu)與工作原理2.結(jié)構(gòu)與工作原理120*電子的波性及其波長(zhǎng)電子波是一種物質(zhì)波或德布羅波：在高加速電壓條件下（電子顯微鏡中）電子波長(zhǎng)比可見(jiàn)光波長(zhǎng)短得多。(100-200KV，5個(gè)數(shù)量級(jí))從原理上講，若用波長(zhǎng)較短的電子波做照明光源，可顯著提高顯微鏡的分辨本領(lǐng)和有效放大倍數(shù)。經(jīng)相對(duì)論校正：電子波波長(zhǎng):(參閱表7.1)電子波長(zhǎng):100-200KV，0.037-0.025angstrom*電子的波性及其波長(zhǎng)電子波是一種物質(zhì)波或德布羅波：在高加速電121*電磁透鏡在電子光學(xué)系統(tǒng)中用于電子波聚焦成像的磁場(chǎng)是一種非均勻磁場(chǎng)能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)對(duì)稱非均勻的磁場(chǎng)的裝置叫做磁透鏡：恒磁透鏡、電磁透鏡電磁透鏡的聚焦成像原理：--短線圈磁場(chǎng)的聚焦成像*電磁透鏡在電子光學(xué)系統(tǒng)中用于電子波聚焦成像的磁場(chǎng)是一種非均122電磁透鏡的像放大倍數(shù)：或f---焦距L1---電磁透鏡的物距L2---電磁透鏡的像距電磁透鏡的焦距：式中K--常數(shù)，Ur--經(jīng)相對(duì)論校正的電子加速電壓，（IN）--電磁透鏡的激磁安匝數(shù)。電磁透鏡焦距與激磁安匝數(shù)的平方成正比，焦距總是正的——電磁透鏡總是會(huì)聚透鏡當(dāng)改變激磁電流時(shí)，電磁透鏡的焦距、放大倍率將發(fā)生相應(yīng)變化電磁透鏡是一種變焦距或變倍率的會(huì)聚透鏡。電磁透鏡的像放大倍數(shù)：或f---焦距電磁透鏡的焦距：式中K1239.2電磁透鏡的像差與分辨本領(lǐng)電磁透鏡的像差分為兩類：幾何像差：因透鏡磁場(chǎng)幾何上的缺陷而產(chǎn)生；包括球差、像散、像畸變色差：由電子的波長(zhǎng)或能量非單一性引起。9.2電磁透鏡的像差與分辨本領(lǐng)電磁透鏡的像差分為兩類：1249.3電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng)9.3電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng)125第十章透射電子顯微鏡10.1透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像原理照明系統(tǒng)成像系統(tǒng)圖像觀察和記錄系統(tǒng)10.2主要部件的結(jié)構(gòu)與工作原理10.3透射電子顯微鏡分辨本領(lǐng)與放大倍數(shù)的測(cè)定第十章透射電子顯微鏡10.1透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像12610.1透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像原理透射電子顯微鏡：電子光學(xué)系統(tǒng)（鏡筒）電源和控制系統(tǒng)（包括電子槍高壓電源，透鏡電源，控制線路電源等）。真空系統(tǒng)10.1透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像原理透射電子顯微鏡：127*照明系統(tǒng)透射電子顯微鏡照明系統(tǒng)電子槍、聚光鏡相應(yīng)的平移對(duì)中，傾斜調(diào)節(jié)裝置*照明系統(tǒng)透射電子顯微鏡照明系統(tǒng)128電子槍：透射電子顯微鏡的電子源熱陰極電子槍：發(fā)夾形鎢絲陰極柵極帽陽(yáng)極柵極：對(duì)陰極電子束流發(fā)射的穩(wěn)定起著重要的作用整個(gè)三極靜電透鏡系統(tǒng)對(duì)陰極發(fā)射的電子束還起著聚焦作用接偏壓電阻電子槍：透射電子顯微鏡的電子源熱陰極電子槍：柵極：整個(gè)三極靜129用來(lái)會(huì)聚電子槍射出的電子束，以最小的損失照明樣品，調(diào)節(jié)照明強(qiáng)度，孔徑角和屬斑大小高性能透射電子顯微鏡都采用雙聚光鏡照明系統(tǒng)第一聚光鏡：強(qiáng)激磁透鏡第二聚光鏡：弱激磁透鏡由于第二聚光鏡是弱激磁透鏡像差較大必須借助于第二聚光闌和消像散器來(lái)降低球差消除像散聚光鏡用來(lái)會(huì)聚電子槍射出的電子束，以最小的損失照明樣品，調(diào)節(jié)照明強(qiáng)130*成像系統(tǒng)電子顯微鏡成像系統(tǒng)：物鏡、中間鏡、和投影鏡物鏡：一臺(tái)透射電子顯微鏡分辨本領(lǐng)的高低，主要取決于物鏡。通常采用強(qiáng)激磁、短焦距的物鏡，像差小。還借助于物鏡光闌和消像散器來(lái)進(jìn)一步降低球差、消除像散、提高分辨本領(lǐng)中間鏡：一個(gè)弱激磁的長(zhǎng)焦距變倍透鏡，可以在0~20倍范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。當(dāng)放大倍數(shù)大于1時(shí)，用來(lái)進(jìn)一步放大物鏡像；當(dāng)放大倍數(shù)小于1時(shí)，用來(lái)縮小物鏡像通過(guò)調(diào)整物平面的位置選擇操作方式：物鏡像平面—成像操作；物鏡背焦平面—電子衍射操作*成像系統(tǒng)電子顯微鏡成像系統(tǒng)：物鏡、中間鏡、和投影鏡物鏡：中131投影鏡：一個(gè)強(qiáng)激磁、短焦距透鏡，將中間鏡所成像放大并投影到熒光屏上。為確保成像系統(tǒng)足夠高的放大倍數(shù)，投影鏡應(yīng)提供盡可能大的放大倍數(shù)。投影鏡：132電子顯微分析方法--電子光學(xué)基礎(chǔ)課件133電子顯微分析方法--電子光學(xué)基礎(chǔ)課件134*圖象觀察和記錄系統(tǒng)熒光屏：照相裝置：*圖象觀察和記錄系統(tǒng)熒光屏：135電子顯微分析方法--電子光學(xué)基礎(chǔ)課件136第十章透射電子顯微鏡10.1透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像原理照明系統(tǒng)成像系統(tǒng)圖像觀察和記錄系統(tǒng)10.2主要部件的結(jié)構(gòu)與工作原理10.3透射電子顯微鏡分辨本領(lǐng)與放大倍數(shù)的測(cè)定第十章透射電子顯微鏡10.1透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像137

樣品臺(tái)：以選擇感興趣的區(qū)域或位向、一定條件下進(jìn)行觀察分析。包括單傾臺(tái)、雙傾臺(tái)、加熱臺(tái)、拉伸臺(tái)等10.2主要部件的結(jié)構(gòu)與工作原理樣品臺(tái)：以選擇感興趣的區(qū)域或位向、一定條件下進(jìn)行觀察分析。138平移，即照明電子束軸線與成像系統(tǒng)軸線合軸，適用于明場(chǎng)像傾斜照明，即照明電子