電子顯微鏡的原理和作用

電子顯微鏡的原理和作用

隨著科技時代的快速發展，人類探索的步伐從來沒有停止，我們已經不再局限觀察宏觀的大結構，我們還希望了解更多肉眼看不到的世界，而電子顯微鏡的發明，就是為了更好了解細小世界的存在。

    電子顯微鏡和光學顯微鏡在基本原理上是一樣的，都是依靠媒介（光子或者電子）和樣品的相互作用（散射，反射等），然后用探測器（眼睛，相片等）接受信號，然后成像。原則上各種光學顯微方法都可以有對應的電子顯微方法，但是因為探測器限制等各種原因，電子顯微鏡的成像還是依靠掃描，與之對應的光學顯微鏡是共聚焦激光掃描顯微鏡。

    兩者的具體實現，技術細節以及功能性上的差別主要來源于媒介，也就是電子和光子的區別。

光學透鏡是利用折射率差別和形狀來偏轉和聚焦光束，電子透鏡是利用電磁場來偏轉和聚焦電子束。

顯微能力受到瑞利判據的限制，分辨率近似為媒介的波長，可見光波長在400nm到800nm，電子作為物質波波長非常短，可以實現很高的空間分辨率。

    光學顯微鏡通過對照明光反射率的差別實現襯度和成像；電子顯微鏡通過材料形貌差別導致其對電子的散射、再發射程度的差別形成襯度和成像。

類似各種光譜學方法，電子顯微鏡也可以在材料中形成各種激發，來研究材料組分等信息。對于掃描電子顯微鏡，可以選擇不同能量的信號電子進行探測，從而可以從不同角度研究材料的形貌和成分信息。