電子偏光顯微鏡的基本原理
發(fā)布人：shpuda發(fā)布時(shí)間：2014/1/17
電子偏光顯微鏡是用電子射線(xiàn)來(lái)“照明”物體的。發(fā)生電子射線(xiàn)的儀器叫“電子射線(xiàn)管”，其外形是一個(gè)漏斗狀的玻璃真空管，在柄上裝著(zhù)一副能夠發(fā)射電子的裝置。當發(fā)射裝置中有電流通過(guò)時(shí)，就有電子不斷地產(chǎn)生出來(lái)，形成電子流。電子流由于陽(yáng)極的吸引，以很快的速度射向底部的熒光屏上，而留下電子擊中的痕跡即光點(diǎn)。
電子是比十萬(wàn)億分之一厘米還小的小粒子，當其向外發(fā)射時(shí)，好象光線(xiàn)一樣可給物體造成影像。如果在電子射線(xiàn)管中，在電子流經(jīng)過(guò)的迸路上放上一個(gè)障礙物，當電子發(fā)射出來(lái)在中途碰到這障礙物而被阻攔不能繼續前進(jìn)時(shí)，便會(huì )在物體后面的熒光屏上留下一個(gè)物體的影像。因此，電子雖然是小粒子，也可以象光線(xiàn)一樣用來(lái)“照明”物體。
同時(shí)，運動(dòng)著(zhù)的電子還并不單純是微小的粒子，它們還是一種波。如果推動(dòng)電子運動(dòng)的電壓是五萬(wàn)、十萬(wàn)甚至最大為三百萬(wàn)伏特，所產(chǎn)生的電子波波長(cháng)大約是兩億分之一毫米，則這種電子波的波長(cháng)相當于可見(jiàn)光中最短波長(cháng)的八萬(wàn)分之一。因此利用電子射線(xiàn)，可以使我們看見(jiàn)比普通光學(xué)偏光顯微鏡所能看見(jiàn)的小兒百倍、幾千倍、甚至兒萬(wàn)倍的微小生物結構和非生物的原子構成。
要想利用電子射線(xiàn)得到物體的放大像，還必須使它在行進(jìn)的途中能夠發(fā)生屈折，好象用透鏡使可見(jiàn)光線(xiàn)發(fā)生屈折一樣。這點(diǎn)是不難辦到的。由于電子是帶電的粒子，電場(chǎng)和磁場(chǎng)都能使它運動(dòng)的方向發(fā)生屈折。利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)就可以制成能使電子射線(xiàn)發(fā)生屈折的透鏡即電子透鏡。
利用電場(chǎng)作用制成簡(jiǎn)單的電子透鏡是兩塊平行的金屬板構成的容電器，在一個(gè)板上接正電壓，在另一個(gè)板上接負電壓。當一股電子射線(xiàn)從兩塊板之間穿過(guò)時(shí)，由于電場(chǎng)的作用，射線(xiàn)便向正極的方向偏移。如果把一個(gè)容電器的一塊金屬板同另一個(gè)容電器的一塊金屬板登合起來(lái)，并使疊合的兩塊板接上正電，還可以使兩股電子射線(xiàn)向相反的方向屈折，然后匯集在一點(diǎn)，好象透鏡使兩條從物體兩端發(fā)出的光線(xiàn)匯集在一點(diǎn)一樣。
另一種利用磁場(chǎng)作用制成的電子偏光顯微鏡，是用線(xiàn)圈做成的，當線(xiàn)圈里有電流通過(guò)時(shí)，就在它周?chē)斐纱艌?chǎng)，這時(shí)如果電子射線(xiàn)從磁場(chǎng)中通過(guò)，也同樣能發(fā)生屈折。
近代電子偏光顯微鏡，就是用這種電子透鏡構成的。同光學(xué)偏光顯微鏡一樣，在電子偏光顯微鏡里也有幾組電子透鏡:第一組透鏡叫“會(huì )聚鏡”，其作用是把從電子發(fā)射裝置里射出來(lái)的電子流集中起來(lái)，瞄準在要觀(guān)察的物體上，第二組電子透鏡叫“接物鏡”，使經(jīng)過(guò)觀(guān)察物的電子射線(xiàn)發(fā)生屈折而產(chǎn)生物體的初步放大像，為了達到更高的倍數，可以再經(jīng)過(guò)第一、二中間鏡和投影鏡三次放大，最后由電子射線(xiàn)構成的物體放大像，投在熒光屏上，把電子圖像轉化為可見(jiàn)光圖像，而被我們看見(jiàn),為了記錄結果，熒光屏下裝有照相機，用電子感光板或膠片拍攝觀(guān)察的圖像。
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