第一章
使用仪器的常识
一.电源及电源线
1.电源：
电源一般分交流电(三相电、单相电)和直流电：
（1）交流电：强度与方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。简记为AC（~）。
交流电是有频率的，通常电网接入供电为50HZ（比如中国）或60HZ（比如美国）等。
我国的交流电，周期是0.02s，频率是50Hz，电流方向每周期改变2次（正弦交变电流），1s内改变100次.
单相电：指用一相火线和一相零线来作为供电电源。
三相电：指用三相火线来作为供电电源。
（2）直流电：电流方向不呈时间做周期性变化的电流，则为直流电。简记为DC（= ）。
（3）实验室电源电压：
交流电源：
线电压：端线间的电压。380V；三相电。
相电压：端线与中线间的电压。220V （110V）单相电。
线电压的大小是相电压的根号三倍。
直流电源：24V、12V、6V、3V、1.5V等。
2.电源线
?在给仪器配电源线时要注意仪器的功率与所用电源线所能承受的功率要匹配；
?要注意电源插头所能承受的功率要与仪器的功率相匹配；
?对于三线和四线插头的接线要正确
3.接地线
?人身安全
?仪器稳定
4.零线和地线区别:
●零线是与火线构成回路的一部分（一般在电站内有接地点），电位基本为零（系统
不平衡时会升高）；电器工作时，零线上有电流通过。
●地线是接地的线，电位为零。地线不构成电器回路，它是电器的漏电保护装置的一
部分，在正常情况下，没有电流通过。
●地线是使用的电器最近点接地；
●零线的最近接地点是在变电所或者供电的变压器处。
●零线作用就是与火线构成回路。
●地线的作用是来保护设备和人身安全的。
● 4.三相电的平衡
● 5.电源的短路和断路
●（1）时刻注意电源线和插头的发热情况，特别是对于有接口的电源线；
●（2）观察电源插头有没打火的现象；
●（3）注意异常的气味和声音。
二.仪器使用前的准备
1.电源要求
2.电源线和仪器间的连线无误；
3.严格按操作步骤操作：
(1)认真阅读仪器的说明书，熟悉仪器的性能指标，测量范围。
(2)在断电的情况下模拟操作仪器；
(3)通电试运行。
三.使用仪器中应注意的问题
1.严格遵守操作步骤
2.时常注意仪器的声音、气味等现象
3.有散热风扇的仪器出风口要保持畅通。
第二节显微镜
第一节显微镜的种类
显微镜的种类很多，一般可分为光学显微镜与非光学显微镜两大类。光学显微镜又可分为单式显微镜与复式显微镜。非光学显微镜为电子显微镜。
一.单式显微镜
最简单的单式显微镜，即普通的扩大镜，其放大倍数常在10倍以下，由一个透镜组成。构造稍复杂的为解剖显微镜，其放大倍数在200倍以下，由几个透镜组成。
1.扩大镜
扩大镜的放大原理如图所示。若将物体置于透镜与焦点F之间，则从物体过来的光线，通过透镜后，将在相反方向（物体的同则）造成一个放大而直立的虚象。若眼睛在F′处观察，即可看到这全放大象。
2.解剖显微镜
解剖显微镜，又被称为实体显微镜或立体显微镜，是为了不同的工作需求所设计的显微镜。利用解剖显微镜观察时，进入两眼的光各来自一个独立的路径，这两个路径只夹一个小小的角度，因此在观察时，样品可以呈现立体的形貌。
解剖显微镜的光源有两种：自然光源和人造光源。
解剖显微镜常常用在一些固体样本的表面观察，或是解剖、钟表制作和小电路板检查等工作上。
二.复式显微镜
复式显微镜是实验室中常用的显微镜，结构较复杂，放大倍数也高，由两组以上透镜所构成。复式显微镜的类型虽然很多，但是它的主要部分是一致的，包括物镜、目镜和集光器等光学系统。
明视距离—从眼球的水晶体到放大的虚象之间的距离叫做明视距离。它的长度为250毫米，这是明察显微镜中物象最适宜的距离。
机械筒:长（mechanical tube length）
—从镜筒的抽管上缘到物镜螺旋肩基部之间的长度，就是机械筒长。一般它的长度为160毫米，也有的长170毫米。
光学筒长（optical tube length）:—由物镜的上焦平面到目镜的下焦平面之间的距离为光学筒长。其长度随机械筒长及物镜而异。
第二节显微镜的光学原理
一．物镜
（一）物镜的性质
1.放大倍数
物镜的放大倍数都在物镜头上注明：从3×到100×。常用的低倍镜为10×，高倍为40×，油镜为90×或100×。国产显微镜的油镜常标有“油”字，国外产品则常用“oil”（oil Immersion）或“HI”（Hemcyeneous Immersion）字样，以供识别。
物镜的放大倍数计算方法为：
物镜的放大倍数=相当的光学筒长/物镜的焦距
2.工作距离
工作距离是指物镜前透镜的表面到被检物体之间的距离。物镜的放大倍数愈大，它的工作距离愈小。一般油镜的工作距离为0.2毫米，盖玻片的厚度若为0.17到0.18毫米，则在观察时毫无防碍，若盖玻片过厚，就不可能将被检物聚焦，且易引起意外的损失。
3.焦点距离
焦距是指平行光线经过单一透镜后集中于一点，由这一点到透镜中心的距离。
物镜倍数愈大，焦距愈短。
4.焦点深度
在视野中垂直范围内所能清晰观察到的界限，就称为焦点深度。
物镜的倍数愈大，焦点深度愈浅。
5.分辨力
物镜的分辨力（resolving power）是指分辨被检物体细微结构的能力，也就是判别两个物体点之间最短距离的本领。设分辨力以R来代表，若两个物体点之间距离大于R，那么就可被这个物镜分辨出来是两个点。若距离小于R，那么这两个点就被看为一个点，也就是说分辨不清了。所以R愈小，就表示这个物镜的分辨能力愈高。
分辨力（R）可用下列公式计算：
R=λ/2N.A.=波长/2*镜口率
应用上式计算时，首先应该知道镜口率(数值孔径numerial aperture ，简写为N.A．) 。在普通显微镜的物镜头上一般都已注明，如低倍镜的N.A.为0.28，高倍镜为0.65，油镜为1.25。若射入的光线为单色的绿光，其波长为0.55微米，代入公式后，则上述三个物镜的分辨力分别为1微米、0.42微米和0.22微米，由此可以看出镜口率愈大，分辨力也愈高，物镜的价值也就愈大。它是衡量显微镜质量优劣的主要依据。
（二）物镜的类型
常用的物镜有两种，即消色差物镜与复消色差物镜。前者用于一般实验工作的观察，后者用于精细的研究工作和显微镜照相等。
1.消色差物镜
消色差物镜是最常用的物镜，外壳上标有“Ach”字样。
色差（chromatic aberration）: 所谓色差是指光线通过一个透镜后，不能使所有的颜色（红-紫）都聚在一个焦点上，而是参差不齐的。
色象差：造成色差这种现象的原因是由于各种颜色的光线波长不同，通过凸透镜后它们的屈折角度也不一样，因此造成了各种不同的焦点。通常红光造成的焦点离透镜最远，紫光造成的焦点离透镜最近。所造成的象也不清晰，成为一个五彩圆环所组成的小圈（红色在中心），这种现象叫做色象差。
消色透镜：校正色彩分散缺点的透镜叫做消色透镜。
消色差物镜：由消色透镜构成的物镜叫做消色差物镜。
普通常用的显微镜的物镜就是消色差物镜。这种消色透镜系由含铅的火石玻璃（fint glass）的单凹透镜与含钙的冕牌玻璃（crown glass）双凸透镜粘合而成。
2.复消色差物镜
物镜外壳上标有“Apo”字样。
球面象差（spherical aberation）
一个单透镜除出现上述的色差外，尚有球面象差。所谓球面象差就是透射于透镜边缘的光线的屈折度较大于中央部分，因此造成的焦点有参差，不在同一点上。
消错透镜（aplanatic lens）：由于球面象差的存在，就使造成的象不清晰，而且还能使它变
形。这种缺点。也可用校正色差的复合透镜来校正，这种透镜称为消错透镜。它既可校正球面象差，同时也可校正色象差。
凡是由几组透镜所构成的物镜，既能消除色象差，又能消除球面象差的，就叫做复消色差物镜。这种物镜不仅可使红、绿、蓝三种光线的色象差消除，使三线焦点互相重合，而且同时
消除了二种颜色（红、绿）的球面象差。
二.目镜
（一）目镜的组成
目镜通常由两个透镜所组成。上面一个与眼接触的叫做接目透镜（eye lens），下面一靠近视野的叫做会聚透镜（collective lens）或视野透镜（field lens）。在上下透镜的中间，或在视野透镜的下面装有一个用金属制成的光阑，物镜或视野透镜就在这个光阑面上成象。在这个光阑面上还可以安装目镜测微尺或用眼睫毛粘贴在光阑上制成自制的指针目镜。
（二）目镜的效用
目镜的效用有：
1.使由物镜映来的倒象，反映在目镜的光阑上，并使它再扩大为直立的虚象。
2.可校正物镜所余留下来的色差及球差，以及补正映象的歪曲。
3.使映象投射到一定的位置上，便于作显微照相。
（三）目镜的放大倍数
目镜的放大倍数，可依照下列公式来计算：
目镜的放大倍数=250毫米（明视距离）/f毫米（目镜焦距）
目镜的焦距一般在出品目录上都已注明，若焦距为36毫米，则目镜的放大倍数为7×，这个数字都在目镜上注明。在实验室中常用的目镜倍数为10×。若为40×的物镜配合使用，那么，这个显微镜的放大倍数为10×40=400×。
目镜与一定放大倍数的物镜联合使用时，最高和最适合的目镜放大倍数可依照下列公式计算：1000*物镜的镜口率/物镜的放大倍数=1000*0..65/40=16*
上式为近似最高和最适合的目镜放大倍数。上述例子说明一个显微镜的高倍物镜放大40×时，选用最高和最适合的目镜放大倍数为16×。超过此数，对提高它的分辨力就不起作用，但对绘图或计数时仍有帮助。
有效放大倍数≈（500-1000）╳N.A.
（四）目镜的类型
1.负目镜（negative ocular）
这种目镜的结构见图A所示，为最常用的一种。它是由两个平凸两面透镜所组成。在二个透镜之间，有一个圆形的光阑D。在下面的一个透镜为视野透镜，它的凸面向下，其效用是会聚来自物镜的光线，使它们聚焦成象于光阑附近。其上面一个较小的透镜为接目透镜，也是凸面向下，其效用是使映象放大易为眼睛所接受。
这种目镜不能单独作扩大镜使用，必须与物镜联合起来才能观察到物体。
2.正目镜（positive ocular）
这种目镜也是由两个平凸面透镜所构成，如图B所示。不过它们的凸面是相对的，光阑也移到视野透镜的下面。它的成象点也移到目镜外光阑处或附近。这种目镜能单独作扩大镜使用。主要用于计数或测量物体大小，测微计就可以放在光阑上。
3.补偿目镜（compensating ocular）
这种目镜的结构较复杂，如图C所示，系在它的焦点平面的上端插入了一组消色透镜而成。这是专门为复消色差物镜所设计的。因为在视野周围的映象仍出现有色差，如果单独使用复消色差物镜，仍不能使它全部消除，所以就与补偿目镜配合使用，就能达到消除残留
色差的目的。
这种目镜除与复消色差物镜联合使用外，也可以与40×以上的消色差物镜配合使用。三．集光器
（一）集光器的效用
集光器是显微镜的光学系统中一个重要组成部分。它的功用是收集从光源射来的光线并集合成光束，以增强照明光度，然后经过标本再射到物镜中去。所以一般放大倍数较高的显微镜，在载物台下均有集光器的装置。这样，在用高倍物镜观察时，就能得到充分的光线使物象明晰。
（二）集光器的组成
集光器一般由二个或三个凸透镜成，上面的透镜是平面的。
阿贝式（Abbe）集光器：通常较精细的显微镜均装有阿贝式照明装置，它是由集光器、虹彩光圈和反射镜三者联合而成，装在镜台之下的支架上，利用齿轮和齿条升降，能调节光线的强弱
消错性集光器(aplanatic condenser)。
在一些高级的研究显微镜中，阿贝式集光器已不很适用，另外制有一种由三个以上透镜所组成的消错性集光器这种集光器能消除球面象差与色象差。
（三）集光器的用法
欲使显微镜发挥它的能力，除了有高级的物镜外，还必须有优良的集光器配合使用，因为物镜的分辨力受集光器镜口率的影响。物镜有效镜口率等于物镜的镜口率加集光器的镜口率再除以2。例如：镜口率为1.2的物镜，如与镜口率为0.5的集光器配合使用，则物镜的有效镜口率就降低为0.85，即：
物镜的有效镜口率=（物镜镜口率+集光器镜口率）/2=（1.2+0.5）/2=0.85
在使用集光器时应注意下列各点：
1.在原则上集光器的镜口率应该与物镜的镜口率一致。通常集光器上仅刻有最大镜口率的数值，如N.A.1.0,1.2,1.4等。因此与各种不同镜口率的物镜配合使用时，应根据它的大小来调整，使两者的镜口率相等。例如油浸系物镜的镜口率为1.25，欲使集光器的镜口率与它一致，其调节方法如下：
（1）按显微镜的一般操作过程调整焦点；
（2）将集光器下的光圈开大；
（3）拔出目镜，一边看着视野，一边慢慢缩小光圈，直到能在视野中看到光圈边缘形成的黑圈为止。这时，再逐渐开大光圈，到光圈边缘与物镜边缘黑圈一致时就停止。这样集光器的镜口率与物镜的镜口率就一致了。有些研究显微镜上的虹彩光圈圆框上刻有表示口镜的标尺，可预先测定各种物镜镜口率与集光器镜口率一致时的分度，使用时对准这个分度即可。
2.集光器镜口率在1.0以上时，要用香柏油浸没在集光器上面的透镜与载玻片之间，以便使高倍物镜发挥应有的能力。
3.用油浸系物镜观察标本后，若再用干燥系物镜观察时，须将载玻片上面的油擦净，但不必擦掉集光器上面的油，不过光圈要缩小些。
4.若照明光线过强时，可以降低集光器或缩小光圈，但都会减低显微镜的分辨能力。所以在有必要调节光线强度时，最好是改变电灯的亮度，或利用深色滤光玻片或增加滤光玻片的数目。
5.若被检物体为活体标本或未染色的标本时，则需缩小集光器下的光圈。因为这时照明的光束愈狭小，明暗的对比愈明显。但为了减少物镜分辨力的降低，必须加强照明光源的强度。
6.若观察普通的染色标本时，也应根据标本的性质和观察对象的不同，来改变照明方
法。所以有关集光器、虹彩光圈和反射镜的用法，必须依照当时的具体情况来决定，一定要灵活运用，不能固定不变，这点必须牢牢记住。
一．光学显微镜的使用规程
（一）显微镜从显微镜柜或镜箱内拿出时，要用右手紧握镜臂，左手托住镜座，平稳地将显微镜搬运到实验桌上。将显微镜放在自己身体的左前方，离桌子边缘约l0cm左右，右侧可放记录本或绘图纸。
二）打开光源开关，调节光强到合适大小。
对于不带光源的显微镜，可利用灯光或自然光通过反光镜来调节光照，但不能用直射阳光，直射阳光会影响物像的清晰并刺激眼睛。
反射镜的使用：反射镜（mirror）有两个面，即平面镜与凹面镜。在镜检时，最简单而常用的照明法是使光线（日光或灯光）投射到反射镜上，然后由此再反射经过载物台中央的圆孔，再经过透明的物体。在调节反光镜方向时，要一边看视野，一边调整反射镜的方向，以找到视野最明亮，光度最均匀的位置为最适宜。没有集光器的显微镜，在使用低倍物镜时可用平面镜，用高倍镜时则用凹面镜。如有集光器，一般都要用平面镜，特别是使用油浸系物镜时更应如此，但也有例外，在微弱光线下，有时不得不用凹面镜。
对于自带光源的显微镜，可通过调节电位器器旋钮来调节光照强弱。
（三）转动物镜转换器，使低倍镜头正对载物台上的通光孔。先把镜头调节至距载物台1～2cm左右处，然后用左眼注视目镜内，接着调节聚光器的高度，把孔径光阑调至最大，使光线通过聚光器入射到镜筒内，这时视野内呈明亮的状态。
（四）将所要观察的玻片放在载物台上，使玻片中被观察的部分位于通光孔的正中央，然后用标本夹夹好载玻片。
（五）先用低倍镜观察（物镜10X、目镜10x）。观察之前，先转动粗动调焦手轮，使载物台上升，物镜逐渐接近玻片。需要注意，不能使物镜触及玻片，以防镜头将玻片压碎。然后，左眼注视目镜内，同时右眼不要闭合（要养成睁开双眼用显微镜进行观察的习惯，以便在观察的同时能用右眼看着绘图），并转动粗动调焦手轮，使载物台慢慢下降，不久即可看到玻片中材料的放大物像。
（六）如果在视野内看到的物像不符合实验要求（物像偏离视野），可慢慢调节载物台移动手柄。调节时应注意玻片移动的方向与视野中看到的物像移动的方向正好相反。如果物像不甚清晰，可以调节微动调焦手轮，直至物像清晰为止。
（七）如果进一步使用高倍物镜观察，应在转换高倍物镜之前，把物像中需要放大观察的部分移至视野中央（将低倍物镜转换成高倍物镜观察时，视野中的物像范围缩小了很多）。一般具有正常功能的显微镜，低倍物镜和高倍物镜基本齐焦，在用低倍物镜观察清晰时，换高倍物镜应可以见到物像，但物像不一定很清晰，可以转动微动调焦手轮进行调节。（八）在转换高倍物镜并且看清物像之后，可以根据需要调节孔径光阑的大小或聚光器的高低，使光线符合要求（一般将低倍物镜换成高倍物镜观察时，视野要稍变暗一些，所以需要调节光线强弱）。
（九）观察完毕，应先将物镜镜头从通光孔处移开，然后将孔径光阑调至最大，再将载物台缓缓落下，并检查零件有无损伤（特别要注意检查物镜是否沾水沾油，如沾了水或油要用镜头纸擦净），检查处理完毕后即可装箱。
二. 注意事项
（一）必须熟练掌握并严格执行使用规程。
（二）应防止震动和暴力，否则会造成光学系统光轴的偏斜而影响观察，看不清物体。取送显微镜时一定要一手握住镜臂，另一手托住底座。显微镜不能倾斜，以免目镜从镜筒上端滑出。取送显微镜时要轻拿轻放。
（三）为了保持显微镜各部分的功能，必须尽量避免潮湿和灰尘，否则就会影响镜头和各个活动部分的使用。因此，须经常备有一块纱布和一块绒布或绸子。前者用来拭去金属部分的水分、潮气或灰尘等；后者用来拂去光学玻璃部分的灰尘。在气候潮湿地区，应在显微镜的箱内放置干燥剂，保持干燥、防止发霉，若干燥剂失效应立即更换。
（四）灰尘不仅会防碍观察，也会影响转动部分移动的速度。多余的润滑油必须从镜子上擦去。否则灰尘与油脂粘在一起会粘住转动部分，并能擦伤齿条或其它部分。擦拭镜头上的灰尘时，应先用绸子将灰尘拂去，再以擦镜纸轻轻擦拭，以免磨损镜头。
（五）凡是显微镜的光学部分，只能用特殊的擦镜头纸擦拭，不能乱用他物擦拭，更不能用手指触摸透镜，以免汗液玷污透镜。
（六）镜子不用时应放置在箱中。如镜子固着在一定位置不便拆卸装箱时，须用玻璃罩或塑料布套罩起来。
（七）用油浸系镜头后，将油镜头转出，先用擦镜纸擦去镜头上的油，再用擦镜纸蘸少许乙醚乙醇混合液(乙醚2份，无水乙醇3份)或二甲苯，擦去镜头上残留油迹，最后再用擦镜纸擦拭2～3下即可(注意朝一个方向擦拭)。如果不及时擦掉而久留在镜头上，干后就不易擦去，且易损伤镜头。
（八）标本推进器必须移动顺利灵活。如发现推动时有阻滞现象，应在滑动部分涂抹一些优质润滑油，使它恢复原样。
（九）粗、细调焦轮必须经常保持转动顺利灵活，应无滑动或停滞现象。如果注入润滑剂过多，就会使轴承粘住，转动不灵活。当然更应避免灰尘侵入。切勿随意转动调焦手轮。使用微动调焦旋钮时，用力要轻，转动要慢，转不动时不要硬转。如果发现对准焦点后，不久映象又模糊不清，这就说明镜筒有下滑现象，应立即检修。
（十）使用时，不要用手摸光学玻璃部分。对光学系统尤其应特别小心，切不可使用暴力。如镜头、集光器、虹彩光阑和反射镜等都是比较脆弱的物质制成，用力过猛就会造成损伤。在开闭虹彩光阑时，更应小心轻放。
（十一）在镜检标本时，首先应将镜筒向上升，然后转动转换盘，使低倍物镜对准标本，同时在旁观察，再用粗调焦轮向下旋至镜头将靠近盖玻片时就停止。然后观察显微镜视野，并将粗调焦轮向上旋，使镜头逐渐离开标本，到物体被观察清晰为止。这样操作就不会压碎盖玻片和标本。若反其道而行之，对初学者来说，容易造成压碎盖玻片的事故。用高倍物镜观察时，也必须先从低倍物镜中找到需要观察的标本后，再换高倍镜。
(十二)微调是显微镜机械装置中较精细而又容易损坏的元件，拧到了限位以后，就拧不动了。此时，决不能强拧。否则，必然损坏。调焦时，遇到这种情况，应将微调退回3～5圈，重用粗调调焦，待初见物像后，再改用微调。如能事先将微调调至中间位置（一般在微动燕尾的侧面上刻有位置标记“-=”，当微动燕尾上的单线对着两横线的中间时，微调即处于中间位置），使正反两个方向都有大体相等的调节余量，当然更好。
（十三）使用高倍镜观察液体标本时，一定要加盖玻片。否则，不仅清晰度下降，而且试液容易浸入高倍镜的镜头内，使镜片遭受污染和腐蚀。
（十四）化学试剂很容易沾污化学玻璃，使它晦暗变色。所以须将化学玻璃保护好，避免和化学试剂或药品接触与靠近。在存放之前，必须擦拭干净。物镜的里面不易清洁，可用毛笔拂拭。二甲苯不能用的太多，否则浸入镜头后会使透镜松开。因镜头中的透镜系由树胶粘合的，二甲苯浸入后树胶就易溶化。
（十五）不要把目镜从镜筒中取出，否则就会使灰尘落入到物镜的背面，不易清除。如果必须将目镜取出时，应立即用布或其它物品把它盖好。
（十六）油浸物镜一定要在盖玻片上滴油后才能使用。用毕须立即将油擦净。在油浸系物镜使用前，也必须先从低倍镜中找到被检物体后，再换高倍镜，调正焦点，并将被检物移到视
野中心，然后再换油浸系物镜。使用高倍物镜时，勿用粗动调焦手轮调节焦距，只准许用微调焦轮调正焦点，以免移动距离过大，损伤物镜和玻片。如盖玻片过厚，就不会聚焦，应注意，否则就会压碎标本。
（十七）载物台下的照明装置向下旋时，不要过度，否则有些镜子没有防止下滑的装置，就会使集光镜等滑下来。同时也不要升的太高，致使集光镜与载玻片接触。特别是在使用油浸系物镜时，要防止三者（集光器、载玻片和油镜头）碰头而造成损伤。
（十八）转换物镜镜头时，不要搬动物镜镜头，只能转动转换器。
（十九）不得任意拆卸显微镜上的零件，严禁随意拆卸物镜镜头，以免损伤转换器螺口，或螺口松动后使低高倍物镜转换时不齐焦。
（二十）仪器出了故障，不要勉强使用。否则，可能引起更大的故障和不良后果。例如，在粗动手轮不灵活时，如果强行旋动，会使齿轮、齿条变形或损坏。
（二十一）用毕送还前，必须检查物镜镜头上是否沾有水或试剂，如有则要擦拭干净，并且要把载物台擦拭干净，然后将显微镜放人箱内，并注意锁箱。
第四节显微镜的维护以及常见故障的排除
一．显微镜的维护
1、经常性的维护
（１）防潮：如果室内潮湿，光学镜片就容易生霉、生雾。镜片一旦生霉，很难除去。显微镜内部的镜片由于不便擦拭，潮湿对其危害性更大。机械零件受潮后，容易生锈。为了防潮，存放显微镜时，除了选择干燥的房间外，存放地点也应离开墙、离开地、远离湿源。显微镜箱内应放置１～２袋硅胶作干燥剂。并经常对硅胶进行烘烤。在其颜色变粉红后，应及时烘烤，烘烤后再继续使用。
（２）防尘：光学元件表面落入灰尘，不仅影响光线通过，而且经光学系统放大后，会生成很大的污斑，影响观察。灰尘、砂粒落入机械部分，还会增加磨损，引起运动受阻，危害同样很大。因此，必须经常保持显微镜的清洁。
（３）防腐蚀：显微镜不能和具有腐蚀性的化学试剂放在一起。如硫酸、盐酸、强碱等。（４）防热：防热的目的主要是为了避免热胀冷缩引起镜片的开胶与脱落。
2、光学系统的擦拭
平时对显微镜的各光学部分的表面，用干净的毛笔清扫或用擦镜纸擦拭干净即行。在镜片上有抹不掉的污物、油渍或手指印时，镜片生霉、生雾以及长期停用后复用时，都需要先进行擦拭再使用。
（１）擦拭范围目镜和聚光镜允许拆开擦拭。物镜因结构复杂，装配时又要专门的仪器来校正才能恢复原有的精度，故严禁拆开擦拭。
拆卸目镜和聚光镜时，要注意以下几点：
a、小心谨慎。
b、拆卸时，要标记各元件的相对位置（可在外壳上划线作标记）、相对顺序和镜片的正反面，以防重装时弄错。
c、操作环境应保持清洁、干燥。拆卸目镜时，只要从两端旋出上下两块透镜即可。目镜内的视场光栏不能移动。否则，会使视场界线模糊。聚光镜旋开后严禁进一步分解其上透镜。因其上透镜是油浸的，出厂时经过良好的密封，再分解会破坏它的密封性能而损坏。（２）擦拭方法先用干净的毛笔或吹风球除去镜片表面的灰尘。然后用干净的绒布从镜片中心开始向边缘作螺旋形单向运动。擦完一次把绒布换一个地方再擦，直至擦净为止。如果镜片上有油渍、污物或指印等擦不掉时，可用牙签裹上脱脂棉，蘸少量酒精和乙醚混合液（酒精80％，乙醚20％）擦拭。如果有较重的霉点或霉斑无法除去时，可用棉签蘸水润湿后粘上碳酸钙粉（含量为99％以上）进行擦拭。擦拭后，应将粉末清除干净。镜片是否擦净，
可用镜片上的反射光线进行观察检查。要注意的是，擦拭前一定要将灰尘除净。否则，灰尘中的砂粒会将镜面划起沟纹。不准用毛巾、手帕、衣服等去擦拭镜片。酒精乙醚混合液不可用的太多，以免液体进入镜片的粘接部使镜片脱胶。镜片表面有一层紫蓝色的透光膜，不要误作污物将其擦去。
3、机械部分的擦拭
表面涂漆部分，可用布擦拭。但不能使用酒精、乙醚等有机溶剂擦，以免脱漆。没有涂漆的部分若有锈，可用布蘸汽油擦去。擦净后重新上好防护油脂即可。
二．机械装置故障的排除
1.粗调失灵
故障现象：当转动粗准焦螺旋时，镜筒不能随之升降。
故障分析：显微镜镜简的升降是靠齿轮带动齿条来实现的，而齿轮固定在粗调旋钮的转轴上，齿条固定在镜筒上。当转动粗调旋钮时，齿轮带动齿条使镜筒升降。如果镜筒不能随之升降，说明齿轮与齿条没有吻合。常见的故障原因是齿杆套随粗调旋纽一起转动，即齿杆套上的二个止动螺钉没有把齿杆套固定在燕尾导轨上。
故障处理：
修理方法是把齿轮移到齿杆套缺口中间，并让齿杆套的缺口面向齿条，再用小螺丝刀将尾导轨端面上的二个止动螺钉旋紧。如果无效，说明齿条磨损严重，则需取下镜筒，旋出齿条上、下的固定螺钉，将齿条倒过来使用，因为齿条磨损主要发生在齿条的上部。或者根据齿条宽度剪一条金属薄片，让金属薄片镶嵌在齿条上，并用固定螺钉把薄片和齿条固定在镜筒上，插上镜筒调试。如感到有松动情况，则可更换金属薄片的厚度，直至合适为止。或者按原型号规格向生产厂家购买新齿条。
2.镜筒自行下滑
故障现象：当焦距对准后，手松开准焦螺旋，镜简会自行下滑，导致焦距不准。
故障分析：显微镜粗调构造中，齿轮轴的松紧一般是用齿杆套与粗调旋钮间的摩擦力的大小来控制的，而齿轮轴与齿杆套之间的摩擦力是由与齿轮轴连接的两个粗调旋钮通过两个塑料垫圈紧压在齿杆套端面上而取得的。齿轮轴与齿杆套端面压得越紧，得到的摩擦力就越大。镜筒自行下滑的原因是由于垫圈使用日久，磨损变形，导致齿轮轴与齿杆套之间的摩擦力减少，齿轮轴与齿杆套之间的摩擦力产生的力矩克服不了镜筒自身重力而产生的力矩而引起的。
故障排除：
修理方法是，双手各握一侧粗调旋钮，相对按照顺时针方向拧紧粗调旋钮。如果无效，则需加厚垫圈。用尖嘴钳插入任一粗调旋钮端面的双眼螺母内，将其旋出，取下粗调旋钮，取出塑料垫圈，用青壳纸或薄塑料片剪一个直径相同的垫圈，夹在原垫圈与粗调旋钮之间，重新装好，如果转动粗调旋钮很费力，说明垫圈加得太厚了，应换个薄些的垫圈，总之以转动粗调旋或有一定的阻力又要镜筒不易自行下滑为准。
3.微调部分故障的排除
微调部分最常见的故障是卡死与失效。微调部分安装在仪器内部，其机械零件细小、紧凑，是显微镜中最精细复杂的部分。微调部分的故障应由专业技术人员进行修理。没有足够的把握，不要随便乱拆。
4.物镜转换器故障的排除
物镜转换器的主要故障是定位装置失灵。一般是定位弹簧片损坏（变形、断裂、失去弹性、弹簧片的固定螺钉松动等）所致。更换新弹簧片时，暂不要把固定螺钉旋紧，先作光轴校正。等合轴以后，再旋紧螺丝。若是内定位式的转换器，则应旋下转动盘中央的大头螺钉，取下转动盘，才能更换定位弹簧片，然后要进行光轴校正。
5.集光器光阑不能定位或卡死
常见的集光器光阑有二种：
（1）圆盘式光阑
圆盘式光阑是在圆盘外有大小不等的圆孔。这种光栏是依靠载物台下面的定位弹簧和滚珠卡在圆盘的定位孔中来定位的。当滚珠遗失或弹簧失效时都可能造成光柱不能定位。修理方法是更换滚珠或弹簧。现在有的厂家已经把这种依靠弹簧和滚珠的定位方法改为依靠弹簧片来定位，这种结构更牢固，更不容易损坏。
（2）彩虹式光阑
彩虹式光阑是由十二片圆弧形薄钢片（即遮光片）组成。只要拨动滑动权上的手柄，就可以任意改变光圈的大小。其常见的故障是遮光片上的小钢柱脱落，造成手柄卡死，光圈无法改变。
修理方法是，用小螺丝刀把光栏上的二个固定螺钉松开，取出遮光片，把脱落的小铜柱重新装在遮光片上，并用502胶水把小铜柱胶牢，防止其再脱落。安装时要注意，每片遮光片上的两个小铜柱方向要相反。或者找一小段粗细和这光片上的孔径配合紧密的铜导线制作成小铜柱装上，然后把光栏的底板（带有十二个小孔的圆板叫底板）朝上，把每片遮光片～端的小铜柱插在底板的小孔内，并按逆时外方向逐片排列整齐。再让滑动板上的滑动槽依次套在上述遮光片另一端的小铜柱上，盖上盖板，把三个固定螺钉拧紧即可，如果遮光片断裂一片，只要把断裂的遮光片取出光栏仍可以正常使用，断裂两片以上应向生产厂家购买更换。
6.聚光器升降机构故障的排除
这部分的主要故障也是自动下滑。排除方法如下：
１）直筒显微镜聚光器的升降机构如图所示：调整时,一只手用双眼螺母扳手插入手轮端面上的双眼螺母内，另一只手用螺丝刀插入另一端的大头螺钉槽口内，用力旋紧即可制止下滑。
（２）斜筒显微镜聚光器的升降机构如图所示：调整时，首先用螺丝刀把双眼螺母中间的驻螺2退出1～2圈，轴承垫圈3是与驻螺2压紧配合的，因此，也会跟着它一起退出，并脱离齿杆10的端面。然后，用双眼螺母扳手把双眼螺母1向调节座5旋进。同时，用另一只手转动手轮，进行试验，直到升降机构松紧合适，又能停留在任意位置上时，才停止双眼螺母的旋进。最后，再把驻螺旋入，使轴承垫圈接触齿杆10就行了。
7．倾斜关节过松
倾斜关节是指镜臂与镜柱连接处的活动关节，使用显微镜时，常将镜臂向后倾斜成便于观察的角度，期使用后，倾斜关节就可能松动，造成镜臂不能随意倾斜。修理办法是，是尖嘴钳分别插入倾斜关节端面的二个双眼螺母内，顺时针旋转，直至镜臂倾斜时松紧适度。如果无效，则可能是镜臂与镜柱两端面的摩擦垫圈磨损，需加厚垫圈，用尖嘴钳将双眼螺母旋下，取出转动轴，用青壳纸或薄塑料片剪一个直径相同的圆圈将原垫圈加厚，重新组装好。8．反光镜的插脚在插座内过松或过紧
反光镜插脚结构常见有二种：一种是在插脚上开条槽，依靠槽的宽窄来调节插脚在插座中的松紧，一旦插脚在插座中过松时，可用一字螺丝刀插入插脚的槽内，使槽的开口增大，从而使插脚在插座内的松紧合适。反之，当插脚过紧，可用钢丝钳把插脚上槽的开口收小。另一种是依靠止紧螺钉来调节插脚在插座内的松紧，当插脚在插座内过松时，可用螺丝刀拧紧止紧螺钉。如果插脚在插座内过紧，当转动反光镜时、易把插脚扭断，可用螺丝刀把止紧螺钉拧松即可。
第五节连续变倍体视显微的使用方法
⑴灯光照明:插上电源插头。打开开关直到获得所需亮度。
⑵调焦：将被观察物置于工作台中间，根据物体大小调支架与杆连接固定手轮距离，不加
大物镜97mm，加大物镜50mm。然后调调焦手轮，直到看清晰物象为止。
⑶瞳距：为使双目观察视物相重合，可调节目镜筒和你的瞳距相同。
⑷视度调节：以左眼为基准，调节调焦手轮直到看清左筒像为止，右眼对右筒调节视度调节环,直到看清像为止，这样可消除您两眼视差，在你眼前将出现高质量三维图像。
⑸变倍：调节变倍手轮刻度0.7～3，得您所得放大倍率，读数为:目镜倍数×变倍手轮刻度×大物镜倍数。
第六节显微镜的附属用具----显微量尺
显微测量标尺，简称显微量尺，是用来测量在显微镜下所观察的物体的长度、面积、数目和位置等的工具。
一．种类
种类有镜台测微计、目镜测微计、镜台标本推动器的纵横标尺和调焦轮上的标尺四种。
1.镜台测微计
镜台测微计（stage micrometer）系一特制的载玻片（见图），在它的中央具有刻度的标尺，全长1毫米，共划分为10大格，每一大格又分为10小格，每一小格长0.01毫米。
2.目镜测微计
目镜测微计（ocular micrometer）放在目镜内一种标尺，有两种类型，即固定式与移动式。固定式目镜测微计：固定式目镜测微计为一块圆形玻璃片，直径为20-21毫米，如图所示。直线式目镜测微计可以用来测量长度；网式目镜测微计可以用来计算数目和测量物体的面积。
移动式目镜测微计（screw-micrometer eyepiece）：标尺基本上和直线式目镜测微计相似，所不同的是除了这种固定的标尺外，还有可以移动位置的指示线。
3.镜台标本推动器上的纵横游标尺
一些高级显微镜都有移动式镜台或可装标本推动器。两者都设有推动标尺，可用来测量被检物体的长度和位置。这种游标尺由主标尺与副标尺组成
4.微调焦轮上的标尺
一些较精细的显微镜，在微调焦轮上都刻有标尺，共50、100或200个分度，每一分度的单位，通常为1微米或2微米，垂直移动可以来测量物体的厚度。
二．测量方法
1.长度测量法
测量长度时，普通常以目镜测微计与镜台测微计配合使用。其法是先将镜台测微计安置在镜台（载物台）上，如观察普通标本一样，对准焦点，将标尺上的分度观察清楚后，即可移动标本推动器使镜台测微计的标尺与目镜测微计的标尺重叠在一起。
如果用不同倍数的物镜与目镜，就须重新计算，方法同前。
必须注意，在测量长度时，它的测定值是以光轴的垂直平面为准。若所测定的线不在这个平面上，形成了一定的倾斜度，那么，所测定的值，就不是真正的长度，必须加以校正。
移动式目镜测微计的使用，基本上和上述方法相似。标尺上每格所表示的长度，也依照物镜的放大倍数和镜筒长度不同而异，计算方法相同。所不同的是应将显微镜上原有的目镜抽出，把移动式目镜测微计插入。这时一方面观察视野，一手扭动操纵钮使视野中能移动的纵向指示线与被检物的一端对齐，记下所表示的度数，然后再使指示线移动到被检物另一端对齐，再记下度数，这两者之差，便是被测量物体的长度。用这种测微计所得的长度要比固定式的精确。
2.厚度测量法
测量物体的厚度，最简便的方法是利用具有刻度的微调焦轮来进行。先将焦点面与被测物体的上端对齐一至，记下轮上的度数，然后旋转微调焦轮使焦点面与下端对齐一致，再记
下度数，这两者之差，便是所测物体的厚度。此法虽很简便，但不很精确。
3.数量计算法
通常计算单位面积内物体的数量时，常利用目镜网状测微计进行。在计数之前，首先应与镜台测微计进行比较，计算出每小格的面积。然后再计算每小格内的物体数。为了避免同一物体计算两次，凡物体落在方格四边细线上的，每格只计算下边和右则的，其余方向则属于它格。
4.测量时一般注意事项
（1）在测量时，由于个人的生理状况、技术的熟练程度以及所使用仪器的状况和当时的各种条件等，都会引起测量值发生误差。所以在测量同一被测体时要测量五次以上而采用其平均值。这样就可减少误差。
（2）被测量的物体一定要放在视野的中央。因在这个位置上镜象最清晰，象差也最小。
（3）一定要使测定计的分度或标准线与被测物体在同一个焦点上成象，使两者在视野中都很清晰。
（4）视野中的亮度要均匀一致，以免标尺分度左右两侧的亮度不同而影响得出准确的测定值。
（5）被测物体本身的种类、部位、老幼、性质、器官及组织的不同，以及在制片过程中各种条件的影响等都会引起自身量的改变。因此，所测得的结果，只能看作是在某些特定条件下测定的值。
（6）除了有精确的测量仪器和熟练的测量技术外，还须在了解了被检物体的具体情况后，才能对测定值的可靠性作出较正确的判断。
第五节各种显微镜
一．暗视野显微镜
暗视野显微镜是以丁达耳（Tyndall）效应为基础，利用特别的集光器，如抛物面集光器，不使照射被检物体的光线直接射入物镜，而是利用被检物体表面散射的光线来观察普通明视野显微镜下所看不到的微粒子。
普遍光学显微镜的最高分辨率为0.2μm，而暗视野显微镜虽然对样品的细节构造分辨不清楚，但却可看到0.004μm以上微细颗粒的存在，只能看到物体的存在和运动，不能辨清物体的细微结构。特别适合用来观察微细的颗粒与细菌等。所以，这种显微镜又叫做超显微镜。
使用暗视野集光器时，要注意所用载玻片的厚度。装有抛物面集光器的显微镜，在集光器旁边附有调节焦点用的把手，如果载玻片的厚度在0.7-1.7毫米之间，就可以用它来调节焦点。
暗视野显微镜的使用方法
1.把喑视野聚光器装在显微镜的聚光器支架上；
2.选用强的光源，但又要防止直射光线进入物镜，所以一般用显微镜灯照明。
3.在聚光镜和标本之间要加一滴香柏油，目的是不使照明光线于聚光镜上面进行反射，达不到被检物体，而得不到暗视野照明。
4.升降聚光器，将聚光器的焦点对准被检物体，即以圆锥光束的项点照射被检物。如果聚光器能水平移动并附有中心调节装置，则应首先中心调节，使聚光器的光轴与显微镜的光轴严格位于直线上。
5.选用与聚光镜相应的物镜，调节焦距，找到所观察的物像。
二．相差显微镜
相差的概念：
相位：指在某一时间上光的波动所能达到的位置。
相差：光的相位变化所发生的差异即相差。
相差显微镜（phasecontrast microscope）由P．Zernike于1932年发明，并因此获1953年诺贝尔物理奖。这是利用显微镜中的特殊装置—环状光阑与相板，使光波通过物体时波长（颜色）与振幅（亮度）发生变化，以增大物体明暗的反差，用来观察未染色的活体标本的细微结构及其变化的一种显微镜。
光的干涉现象：当两束或两束以上的光波在一定条件下相遇而叠加，引起光强的重新分布，从而在叠加区域形成稳定的、不均匀的光强分布，出现了明暗相加或彩色条纹。这种现称为光的干涉。
光的干涉条件：只有两列频率相同，位相差恒定，振动方向一致的相干光源，才能产生光的干涉。
光的衍射：光绕过障碍物偏离直线传播路径而进入阴影区里的现象，叫光的衍射。光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性。
相差显微镜的原理
利用物体不同结构成分之间的折射率和厚度的差别，把通过物体不同部分的光程差转变为振幅（光强度）的差别，经过带有环状光阑的聚光镜和带有相位片的相差物镜实现观测的显微镜。
把透过标本的可见光的光程差变成振幅差，从而提高了各种结构间的对比度，使各种结构变得清晰可见。光线透过标本后发生折射，偏离了原来的光路，同时被延迟了1/4λ（波长），如果再增加或减少1/4λ，则光程差变为1/2λ，两束光合轴后干涉加强，振幅增大或减小，提高反差。
使用方法：
(1)．相差装置的调换安装
卸下普通显微镜使用的聚光器，将环状光阑装在聚光器支架上，把绿色滤光片放在上面，它可吸收红色和蓝色光，使波长范围小的单色光线进行照明，并有吸热作用，能使相差观察获得良好的效果。再从转换器上旋下普通物镜，换上相差物镜。
(2)．调焦
打开光源，旋转集光器转盘，使普通聚光器部分进入光路。先使用低倍相差物镜，按普通显微镜操作方法进行对光和调焦。旋转环状光阑，使光阑的直径和孔宽与所使用的相差物镜相适应，如相差物镜为40 x时应用x40标示孔的光阑。
(3)．合铀调整
拔出目镜，插入合铀望远镜，一边从望远镜内内观察，并用左手固定其外筒；一边用右手转动望远镜内筒使其下降，当对准焦点就能看到环状光阑的亮环和相板的黑环，此时可将望远镜固定住。再升降集光器并调节其下的螺旋使亮环的大小与黑环一致，然后左右前后调节环状光阑聚光器上的调节钮，使两环完全重合。如亮环比黑环小而位于内侧时，应降低集光器使亮环放大；反之，则应升高聚光器，使亮环缩小。如若升到最高限度仍不能完全重合，则可能是载玻片过厚之故，应更换。合抽调整完毕，抽出望远镜，换回目镜，按常规要领进行观察。在更换不同倍率的相差物镜时，每一次都要使用相匹配的环状光阑和重新合抽调整。使用油镜时，集光器上透镜表面与载玻片之间要同时加上香柏油。
（4）观察：在相差显微镜下观察活细胞，可清楚地分辨细胞的形态，细胞核、核仁以及胞质中存在的颗粒状结构。
在构造上，相差显微镜有不同于普通光学显微镜4个特殊之处：1.环形光阑（annular diaphragm）位于光源与聚光器之间，作用是使透过聚光器的光线形成空心光锥，焦聚到标本上。
2.相位板（annular phaseplate）在物镜中加了涂有氟化镁的相位板，可将直射光或衍射
光的相位推迟1/4λ。分为两种：
（1）A+相板：将直射光推迟1/4λ，两组光波合轴后光波相加，振幅加大，标本结构比周围介质更加变亮，形成亮反差（或称负反差）。
（2）B+相板：将衍射光推迟1/4λ，两组光线合轴后光波相减，振幅变小，形成暗反差（或称正反差），结构比周围介质更加变暗。
3.合轴调节望远镜：用于调节环状光阑的像与相板共轭面完全吻合。
4.绿色滤光片：缩小照明光线波长范围，减少由于照明光线的波长不同引起的相位变化。
用相差显微镜镜检时，可用新鲜的活体材料，也可用固定材料，但无论哪种材料都不宜过厚，一般以不超过20微米为度。制作切片所用的载玻片也须讲究质量，须均匀一致，厚度在1毫米左右，玻片过厚时，亮环就不能与相板的圆环一致。常常用作观察活体材料的凹窝载玻片，由于各部分光程不一，所以不适于相差镜检用。盖玻片的标准厚度为0.17-0.18毫米左右，过厚过薄时象差与色差就会增加，不宜使用。
三. 荧光显微镜
什么是荧光？
物质中的电子吸收光的能量由低能状态转变为高能状态，再回到低能状态时释放出来的光，是非温度辐射光-冷光。即：物质吸收短波光，发射出的长波光。
荧光显微镜是利用紫外光（不可见光）的照射，使标本内的荧光物质转化为各种不同颜色的荧光（可见光）后，用来观察和分辨标本内某些物质的性质与位置。
当利用波长较短的紫外光、紫光、蓝紫光、蓝光及绿光等去激发样品时，只要样品中含有可产生荧光的成分，它便吸收短波的激发光而释放出波长较长的荧光。不同物质只能吸收特定波长的激发光，而释放的荧光也会有特定的波长，因而用作特异性的鉴定十分有效。自发荧光法：如某些致病的细菌和螺旋体，受紫外光激发后能发出它们特有的荧光，很容易作出鉴定，这种利用物质吸收激发光后放出特有荧光的方法称为自发荧光法。
间接荧光法：某些物质自身不会吸收激发光，或吸收后不能释放荧光，但可以吸收或吸附特定的荧光色素或染料，而这些特定的荧光色素或染料也只能吸收特定的激发光，再释放出特定的荧光，从而间接地鉴别出某种物质，这称为间接荧光法。
荧光显微镜的种类:
荧光显微镜通常采用弧光灯或高压汞灯为发生强烈紫外光的光源。
有两个特殊的滤光片，光源前的用以滤除可见光，目镜和物镜之间的用于滤除紫外线，用以保护人目。
1.透射荧光显微镜（透射光激发的荧光法）：
激发光来自被检物体的下方，聚光镜为暗视野聚光镜，使激发光不进入物镜，而使荧光进入物镜。它在低倍情况下明亮，而高倍则暗，在油浸和调中时，较难操作，尤以低倍的照明范围难于确定，但能得到很暗的视野背景。透射式不使用于非透明的被检物体。
2.落射荧光显微镜（落射光激发的荧光法，简称为落射荧光法。）：光源来自被检物体的上方，在光路中具有分光镜，所以对透明和不透明的被检物体都适用。由于物镜起了聚光镜的作用，不仅便于操作，而且从低倍到高倍，可以实现整个视场的均匀照明。是近代显微镜检术中新发展出来的一种强有力的反差增强法。该方法较简便，效率高，50W的光源强度比透射荧光法的250W还强。
一、荧光显微镜的结构
（一）光源、滤色系统、反光镜、聚光镜、物镜、目镜
1．激发滤板：根据光源和荧光色素的特点，可选用相应的激发滤板，提供一定波长范围的激发光。
2．压制滤板：压制滤板的作用是完全阻挡激发光通过，提供相应滤长范围的荧光。与激发
滤板相对应，常用以下3种压制滤板：紫外光压制滤板、紫蓝光压制滤板、紫外紫光压制滤板
二、荧光显微镜标本制作要求
载玻片、盖玻片、标本、封裱剂、镜油
①汞灯的安装 a. 打开包装，取出汞灯将其小心安装在上电极散热帽上。
b. 正确安装汞灯的上电极引线。
c. 把汞灯连同灯座及散热帽小心装入灯室中，锁紧相应的螺丝。
d. 详细的安装方法请参照有关说明书。
②汞灯灯室在显微镜外的初步调整
a. 接通汞灯电源，让汞灯预热10-15min；
b. 把汞灯灯室摆放在桌面上，让汞弧投影到2-3m 外的墙上，划一条与灯室窗口中心线对地高度一样的水平线作为参考线；
c. 转动灯室调焦旋钮，使汞弧的像清晰地投影于墙上；
d. 分别调节灯室外壳上的5个调节螺丝孔，把汞弧的像其反射像调成并排且尽量靠近，但不要重叠在一起。
③汞灯汞弧在显微镜内位置的检验：
a. 将汞灯照明光路系统中的视场光阑开到最大；
b. 把荧光滤光片组推到蓝光激发的位置上，以避免汞灯中的蓝光太刺眼；
c. 把观察的样品或一块载玻片放在物台上，盖上一张比盖玻片稍大且洁白的薄纸；
d. 取下一个物镜，使激发的蓝光经物镜转换器的空档照在白纸上，白纸上会有一蓝色的圆形照明区域，调节汞弧的像及其反射像清晰地并排在照明区域的中央位置。
e. 调好之后，把物镜装回去，通过目镜可见白纸被蓝光激发后发射出的黄绿色荧光；
f. 仔细调焦，可看清白纸的纤维；取去白纸，样品上的荧光细节隐约可见而很容易调焦清晰。荧光显微镜和普通显微镜有以下的区别
1.照明方式通常为落射式，即光源通过物镜投射于样品上；
2.光源为紫外光，波长较短，分辨力高于普通显微镜；
3.有两个特殊的滤光片，光源前的用以滤除可见光，目镜和物镜之间的用于滤除紫外线，用以保护人目。
荧光显微镜也是光学显微镜的一种，主要的区别是二者的激发波长不同。由此决定了荧光显微镜与普通光学显微镜结构和使用方法上的不同。
四、荧光显微镜使用注意事项
1 汞灯使用注意事项
严格按照荧光显微镜出厂说明书要求进行操作，不要随意改变程序。
目前通常使用的为50W超高气压汞灯，触发点燃后，管内气压迅速升到10个大气压。
应在暗室中进行镜检。
防止紫外线对眼睛的损害，在调整光源时应戴上防护眼镜。
汞灯在使用过程中，不要随意开关汞灯的电源；观察时间每次以1～2h为宜。
关掉汞灯电源后，必须等待15-20min，待汞灯自然冷却后才可再次接通电源。
荧光显微镜光源寿命有限，标本应集中观察，一天中应避免数次点燃光源。
荧光亮度的判断标准：一般分为四级：
1、—可见耀眼的荧光。
2、—可见有明亮的荧光。
3、—仅能见明确可见的荧光。
4、—无或可见微弱荧光。
汞灯寿命终结的标志是点燃困难，灯管发黑。
2．荧光镜检术的注意事项
激发光长时间的照射，会发生荧光的衰减和淬灭现象，因此尽可能缩短观察时间，暂时不观察时，应用挡板遮盖激发光。
标本染色后立即观察，因时间久了荧光会逐渐减弱。若将标本放在聚乙烯塑料袋中4℃保存，可延缓荧光减弱时间，防止封裱剂蒸发。
作油镜观察时，应用"无荧光油"。
荧光几乎都较弱，应在较暗的室内进行。
电源最好装稳压器，否则电压不稳不仅会降低汞灯的寿命，也会影响镜检的效果。
四．偏光显微镜
光和偏振光
光：光是一种电磁波，属于横波(振动方向与传播方向垂直)。一切实际的光源，如日光、烛光、日光灯及钨丝灯发出的光等等。
偏振光：光在穿过某些物质，经过反射、折射、吸收后，电磁波的振动可以被限制在一个方向上，其他方向振动的电磁波被大大削弱或消除。这种在某个确定方向上振动的光称为偏振光。
偏振光的振动方向与光波传播方向所构成的平面称为振动面。
偏光显微镜在装置上的要求：
a. 光源：最好采用单色光，因为光的速度，折射率，和干涉现象由于波长的不同而有差异。一般镜检可使用普通光。
b. 目镜：要带有十字线的目镜。
c. 聚光镜：为了取得平行偏光，
应使用能推出上透镜的摇出式聚光镜。
d. 伯特兰透镜：聚光镜光路中的辅助部件，这是把物体所有造成的初级相放大为次级相的辅助透镜。它可保证用目镜来观察在物镜后焦平面中形成的干涉图样。
偏光镜检术的要求：
a. 载物台的中心与光轴同轴。
b. 起偏镜和检偏镜应处于正交位置。
c. 制片不宜过薄。五．紫外光显微镜
以紫外光为光源。由于被检物体内各种组成对紫外光吸收能力不同，因此，用紫外光显微镜镜检时，可使未染色的标本容易鉴别。同时，又因紫外光的波长比可见光要短一半，从而它的分辨力也增加了两倍，所以能看到用染色方法所看不到的结构。对核酸的研究，尤为重要。六．激光共聚焦显微镜
激光共聚焦扫描显微镜是随着光学、视频、计算机等技术的迅速发展而诞生的一种高科技产品。其组成除光学显微镜部分之外主要由激光光源、扫描装置、检测器、计算机系统（包括数据采集，处理，转换，应用软件）、图象输出设备、光学装置和共聚焦系统组成。在生物医学等研究领域中发挥重要作用，尤其在研究和分析活细胞结构、分子、离子的实时动态变化过程，组织和细胞的光学连续切片和三维重建等方面，是传统的光学显微镜所望尘莫及的。
(一)激光扫描共聚焦显微镜的成像基本原理
1.普通荧光显微镜的不足
观察的荧光标本稍厚时，来自焦平面以外的荧光使观察到的图像反差和分辨率大大降低（即焦平面以外的荧光结构模糊、发虚，原因是大多数生物学标本是层次区别的重叠结构）。八．电子显微镜
第二章分光光度计
将一束复合光通过分光系统，将其分成一系列波长的单色光，任意选取某一波长的光，根据被测物质对吸收强弱进行物质的测定分析，这种方法称为分光光度法，分光光度法所使用的仪器称为分光光度计。
二、分光光度计的基本结构
分光光度计由以下五部分组成：①光源（钨灯、卤钨灯、氢弧灯、氘灯、汞灯、氙灯、激光
光源），②单色器（滤光片、棱镜、光栅、全息栅）；③样品吸收池；④检测系统（光电池、光电管、光电信倍管）；⑤信号指示系统（检流计、微安表、数字电压表、示波器、微处理机显像管）。
光源→单色器→样品吸收池→检测系统→信号指示系统
光栅的类型：
从光栅外形看，可分为平面反射光栅和凹面反射光栅两类。
平面反射光栅：平面反射光栅比较常用。它一般在每毫米内刻600条或1200条角线槽。凹面反射光栅：凹面反射光栅的线槽刻在凹球面镜上，它本身起着色散元件和准直镜两个作用，即不用聚光
透镜就能产生锐线光谱。
从光栅的刻制方法看，它可分为机刻光栅和全息光栅两类。
机刻光栅：机刻光栅是用金刚刀挤压镀于玻璃片上的铝膜而成。
全息光栅：全息光栅是采用双激光束干涉和照相技术制成的光栅。
全息光栅杂散光小、分辨率高。用这种技术容易制成大密度（如6500线/mm）和大面积光栅，生产成本也比较低，是一种新型的优质光栅。
光栅表面的铝膜质地很松软，极易擦伤，所以在维护时，严禁用任何擦拭物擦拭，更不能用手去触摸，否则会造成永久性损坏。万一光栅上落上了灰尘，只能用吹气球吹去。
4.狭缝
入光狭缝：入光狭缝是复合光进入单色器的入口，它起着限制光能的作用。
出光狭缝：出光狭缝是单色光的出口，起着控制单色光纯度的作用。
狭缝可分为连续可调式、分档可调式和固定式3种类型。
2. 721型分光光度计的使用方法
①首先接通电源，打开电源开关1，指示灯亮，打开比色皿暗箱盖8，预热20分钟。
②波长选择旋钮6，选择所需的单色光波长，用灵敏度旋钮2选择所需的灵敏档。
③放入比色皿，旋转零位旋钮5调零，将比色皿暗箱盖合上，推进比色皿拉杆3，使参比比色皿处于空白校正位置，使光电管见光，旋转透光率调节旋钮4，使微安表9指针准确处于100%。按上述方法连续几次调整零位和100%位，即可进行测定工作。
3. 721型分光光度计使用注意事项
①连续使用仪器的时间不应超过2小时，最好是间歇0.5小时后，再继续使用。
②比色皿每次使用完毕后，要用去离子水洗净并倒置晾干后，存放在比色皿盒内。在日常使用中应注意保护比色皿的透光面，使其不受损坏或产生划痕，以免影响透光率。
③仪器不能受潮。在日常使用中，应经常注意单色器上的防潮硅胶(在仪器的底部)是否变色，如硅胶的颜色已变红，应立即取出烘干或更换。
④在托运或移动仪器时，应注意小心轻放。
二、722光栅分光光度计操作方法及注意事项
1）操作方法：
①在接通电源前，应对仪器的安全性进行检查，电源线接线应牢固，接地线通地要良好，各个调节旋钮的起始位置应该正确，然后再接通电源。
②将灵敏度旋钮调至“1”档（放大倍率最小）。调波长调节器至所需波长。
③开启电源开关，指示灯亮，预热20分钟，选择开关置于“T”，调节透光度“100％”旋钮，使数字显示“100.0”左右。
④打开吸收池暗室盖（光门自动关闭），调节“0”旋钮，使数字显示为“00.0”，盖上吸收池盖，将参比溶液置于光路，使光电管受光，调节透光度“100％”旋钮，使数字显示为“100.0”。
⑤如果显示不到“100”，则可适当增加电流放大器灵敏度档数，但应尽可能使用低档数，这
样仪器将有更高的稳定性。当改变灵敏度后必须按④重新校正“0”和“100”。
⑥将被测溶液置于光路中，数字表上直接读出被测溶液的透光率（T）值。
⑦吸光度A的测定：按④连续几次调整“00.0”和“100”后，将选择开关置于A，调节吸光度调零旋钮，使数字显示“.000”。然后将待测溶液推入光路，显示值即为待测样品的吸光度值A。
⑧浓度C 的测量：选择开关由“A”旋至“C”，将标准溶液推入光路，调节浓度旋钮。使得数字显示值为已知标准溶液浓度数值。将待测样品溶液推入光路，即可读出待测样品的浓度值。
⑨如果大幅度改变测试波长时，在调整“00.0”和“100”后稍等片刻（因光能量变化急剧，光电管受光后响应缓慢，需一段光响应平衡时间），当稳定后，重新调整“00.0”和“100”即可工作。
（2）注意事项
①使用前，使用者应该首先了解本仪器的结构和原理，以及各个旋钮的功能。②仪器接地要良好，否则显示数字不稳定。③每台仪器所配套的比色皿不能与其他仪器上的比色皿单个调换。④仪器左侧下角有一只干燥剂筒，应保持其干燥，发现干燥剂变色应立即更新或烘干后再用。⑤当仪器停止工作时，切断电源，各旋钮置初始位，并罩好仪器。
五、752型分光光度计
752型分光光度计为紫外光栅分光光度计，测定波长200nm～800nm。
2.使用方法
1) 将灵敏度旋钮调到“1”档(放大倍数最小)。2) 打开电源开关，钨灯点亮，预热30min即可测定。若需用紫外光则打开“氢灯”开关，再按氢灯触发按钮，氢灯点亮，预热30min
后使用。3) 将选择开关置于“T”。4) 打开试样室盖，调节0%旋钮，使数字显示为“0.000”。
5) 调节波长旋钮，选择所需测的波长。6) 将装有参比溶液和被测溶液的比色皿放入比色皿架中。7) 盖上样品室盖，使光路通过参比溶液比色皿，调节透光率旋钮，使数字显示为100.0%(T)。如果显示不到100.0%(T)，可适当增加灵敏度的档数。然后将被测溶液置于光路中，数字显示值即为被测溶液的透光率。8) 若不需测透光率，仪器显示100.0%(T)后，将选择开关调至“A”，调节吸光度旋钮，使数字显示为“000.0”。再将被测溶液置于光路后，数字显示值即为溶液的吸光度。9) 若将选择开关调至“C”，将已知标定浓度的溶液置于光路，调节浓度旋钮使数字显示为标定值，再将被测溶液置于光路，则可显示出相应的浓度值。
3.注意事项
1) 测定波长在360nm以上时，可用玻璃比色皿;波长在360nm以下时，要用石英比色皿。比色皿外部要用吸水纸吸干，不能用手触摸光面的表面。2) 仪器配套的比色皿不能与其它仪器的比色皿单个调换。如需增补，应经校正后方可使用。3) 开关样品室盖时，应小心操作，防止损坏光门开关。4) 不测量时，应使样品室盖处于开启状态，否则会使光电管疲劳，数字显示不稳定。5) 当光线波长调整幅度较大时，需稍等数分钟才能工作。因光电管受光后，需有一段响应时间。6) 仪器要保持干燥、清洁。
分光光度计使用及维护中的注意事项
一、分光光度计检定(测试)的主要项目对分析结果的影响
1)波长准确度; 2)透射比（吸光度）准确度;3)杂散光
二、与分光光度计正确使用和维护有关的几个注意事项
1.在使用仪器前，必须仔细阅读其使用说明书。
2.若大幅度改变测试波长，需稍等片刻，等灯热平衡后，重新校正“0”和“100%”点。然后再测量。
3.指针式仪器在未接通电源时，电表的指针必须位于零刻度上。若不是这种情况，需进行机械调零。4）操作人员不应轻易动灯泡及反光镜，以免影响光效率。5 ）对于光电接收装置为光电倍增管的分光光度计，如：
WFZ800-DA、756型等。在预热时，应打开比色皿盖或使用挡光杆，避免长时间照射使其性能漂移而导致工作不稳。6）放大器灵敏度换挡后，必须重新调零。
三、分光光度计操作中容易出现的几个典型故障及其排除方法
1）仪器不能调零。可能原因：a）光门不能完全关闭。解决方法：修复光门部件，使其完全关闭。b）透过率“100%”旋到底了。解决方法：重新调整“100%”旋钮。c）仪器严重受潮。解决方法：可打开光电管暗盒，用电吹风吹上一会儿使其干燥，或更换干燥剂。d）电路故障。解决方法：送修理部门，检修电路
2）仪器不能调“100%”。可能原因：a）光能量不够。解决方法：增加灵敏度倍率档位，或更换光源灯（尽管灯还亮）。b）比色皿架未落位。解决方法：调整比色皿架使其落位。c）光电转换部分老化。解决方法：更换部件。d）电路故障。解决方法：调修电路。
3)测量过程中,“100%”点经常变动。可能原因：a）比色皿在比色皿架中放置的位置不一致，或其表面有液滴。解决方法：用擦镜纸擦干净比色皿表面，然后将其安放在比色槽的左边，上面用定位夹定位。b）电路故障（电压、光电接收、放大电路）。解决方法：送修。
4)数显不稳。可能原因：a）预热时间不够。解决方法：延长预热时间至30分钟左右（部分仪器由于老化等原因，长时间处于工作状态时，也会工作不稳）。
b）光电管内的干燥剂失效，使微电流放大器受潮。解决方法：烘烤电路，并更换或烘烤干燥剂。c）环境振动过大、光源附近空气流速大、外界强光照射等。解决方法：改善工作环境。d）光电管、电路等其它原因。解决方法：送修。
第三章电泳仪
一、电泳的原理：
1.电泳与电泳仪：
带电粒子在直流电场作用下于一定介质中所发生的定向运动，不同物质由于所带电荷及分子量的不同，因此在电场中运动速度不同，根据这一特征，利用这一现象对化学或生物化学组分进行分离分析的技术称之为电泳。根据此原理生产的仪器就称电泳仪。
三．电泳的分类
（一）显微电泳：即在显微镜下观察胶粒电泳行为。
（二）自由界面电泳：即胶体溶液与溶剂间形成界面后的电泳行为。
（三）区带电泳（也称区域电泳）：即在各种不同惰性支持物中进行电泳。
若按支持物的形式和方法，区带电泳又分：
1．平板电泳2.垂直板电泳3.垂直柱形电泳4.连续液流电泳5.平舟电泳
四．影响电泳的因素
1.电场强度：电场强度也称电位梯度，它是指单位长度的电位降。电场强度愈大，则带电粒子移动愈快。
实际电泳的距离等于电泳距离减去电渗的距离。
五．电泳仪的使用及注意事项
（一）使用
1．首先用导线将电泳槽的两个电极与电泳仪的直流输出端联接，注意极性不要接反。2．电泳仪电源开关调至关的位置，电压旋钮转到最小，根据工作需要选择稳压稳流方式及电压电流范围。
3．接通电源，缓缓旋转电压调节钮直到达到的所需电压为止，设定电泳终止时间，此时电泳即开始进行。
4．工作完毕后，应将各旋钮、开关旋至零位或关闭状态，并拨出电泳插头。
（二）注意事项
1．电泳仪通电进入工作状态后，禁止人体接触电极、电泳物及其它可能带电部分，也不能
到电泳槽内取放东西，如需要应先断电，以免触电。同时要求仪器必须有良好接地端，以防漏电。
2．仪器通电后，不要临时增加或拨除输出导线插头，以防短路现象发生。
3．不同介质支持物的电泳不要同时在同一电泳仪上进行。
4．在总电流不超过仪器额定电流时（最大电流范围），可以多槽关联使用，但要注意不能超载，否则容易影响仪器寿命。
5．某些特殊情况下需检查仪器电泳输入情况时，允许在稳压状态下空载开机，但在稳流状态下必须先接好负载再开机，否则电压表指针将大幅度跳动，容易造成不必要的人为机器损坏。
6.醋酸纤维薄膜电泳时，电压应控制在110～130V不能过高，若电压太高，产热量大则蛋白质标本会破坏，并且电压高则带电颗粒移动速度越快，分离效果不理想。
7. 醋酸纤维素薄膜在电泳前，一定要在缓冲液中浸透，否则有碍电泳分离，最好是浸泡过夜，效果最佳。
8. 加样量不宜过多（血清样品最适宜3μl）。其原因是醋酸纤维薄膜承受蛋白质有限。量过多则分子量相近的物质相互争夺迁移而重叠，影响结果观察。
9．使用过程中发现异常现象，如较大噪音、放电或异常气味，须立即切断电源，进行检修，以免发生意外事故。
二、电极和仪器
1.膜电位：当玻璃电极浸入被测溶液时，玻璃膜处于内部和待测溶液之间，这时跨越玻璃膜产生一电位差，这种电位差称为膜电位。
电极在使用前，用水充分浸泡，其作用之一就在于使不对称电位减小和稳定。
一点定位：无斜率补偿的仪器只能一点定位。
两点定位：在仪器上装有斜率补偿钮时，用两点标定。
五．注意事项
（一）玻璃电极在使用前必须在水中浸泡12小时以上，方可使用。
（二）忌用浓硫酸或铬酸洗液洗涤玻璃电极敏感部，不可在无水或脱水的液体（如四氯化碳，浓酒精）中浸泡电极。不可在强碱及含氟化物的体系、粘土等胶体体系停留时间过长，以免侵蚀玻璃或玻璃表面吸附其它物质，以致响应迟钝。
（三）商品电极可用一年左右。
（四）饱和甘汞电极应保存在饱和KCl溶液中，注意随时补充KCl晶粒及饱和溶液，勿使内部溶液和汞-氯化亚汞电极脱离开。
（五）复合电极的外参比补充液为3M氯化钾溶液（附件有：内装3M氯化钾小瓶一只，用户只需加入60ml蒸馏水摇匀，此溶液即为外参比补充液），补充液可以从上端小孔加入。（六）配制缓冲溶液所用试剂必须纯度高，一般用分析纯。
（七）配制标准缓冲液与溶解供试品的水，应是新沸过的冷蒸馏水或纯化水，其pH值应为5.5～7.0。
（八）标准缓冲液一般可保存2～3个月，但发现有浑浊、发霉或沉淀等现象时，不能继续使用。
九）缓冲溶液的保存：氢氧化钙和硼砂溶液应保存在塑料瓶中并密封。酒石酸氢钾和邻-苯二甲酸氢钾溶液易长霉，加少量百里酚（麝香草酚,异丙基间甲酚【外文名】Thymol）饱和溶液可起防止作用。
（十）进行测定时，需主意绝缘和屏蔽，测定装置不要靠近较强的交变电磁场，仪器需良好地接地，输入接口要保持清洁干燥，玻璃电极插头千万不能弄脏。
第六章离心机
透射电子显微镜的原理及应用 一．前言 人的眼睛只能分辨1/60度视角的物体，相当于在明视距离下能分辨0.1mm 的目标。光学显微镜通过透镜将视角扩大，提高了分辨极限，可达到2000A 。。光学显微镜做为材料研究和检验的常用工具，发挥了重大作用。但是随着材料科学的发展，人们对于显微镜分析技术的要求不断提高，观察的对象也越来越细。如要求分表几十埃或更小尺寸的分子或原子。一般光学显微镜，通过扩大视角可提高的放大倍数不是无止境的。阿贝（Abbe ）证明了显微镜的分辨极限取决于光源波长的大小。在一定波长条件下，超越了这个极限度，在继续放大将是徒劳的，得到的像是模糊不清的。 图1-1（a ）表示了两个点光源O 、P 经过会聚透镜L ，在平面上形成像O ，、P ，的光路。实际上当点光源透射会聚成像时，由于衍射效应的作用在像平面并不能得到像点。图1-1（b ）所示，在像面上形成了一个中央亮斑及周围明暗相间圆环所组成的埃利斑（Airy ）。图中表示了像平面上光强度的分布。约84%的强度集中在中央亮斑上。其余则由内向外顺次递减，分散在第一、第二……亮环上。一般将第一暗环半径定义为埃利斑的半径。如果将两个光源O 、P 靠拢，相应的两个埃利斑也逐渐重叠。当斑中心O ，、P ，间距等于案例版半径时，刚好能分辨出是两个斑，此时的光点距离d 称为分辨本领，可表示如下： α λs in 61.0d n = （1-1） 式中，λ为光的波长，n 为折射系数，α孔径半角。上式表明分辨的最小距离与波长成正比。在光学显微镜的可见光的波长条件下，最大限度只能分辨2000A 。。于是，人们用很长时间寻找波长短，又能聚焦成像的光波。后来的X
扫描电镜经典总结
? 扫描电镜（SEM） ? 透射电镜（TEM）? 原子力显微镜（AFM）? X射线衍射（XRD） ? 元素分析（EA）显微分析技术——电子显微镜 一束电子射到试样上，电子与物质相互作用，当电子的运动方向被改变，称为散射。 透射电子直接透射电子，以及弹性或非弹性散射的透射电子用于透射 电镜(TEM)的成像和衍射 二次电子 入射电子与样品中原子的价电子发生非弹性散射作用而损 失的那部分能量（30～50eV）激发核外电子脱离原子，能量 大于材料逸出功的价电子可从样品表面逸出，成为真空中的 自由电子，此即二次电子。在电场的作用下它可呈曲线运动 进入检测器，使表面凹凸的各个部分都能清晰成像。 二次电子试样表面状态非常敏感，能有效显示试样表面的
微观形貌；二次电子的分辨率可达5～10nm，即为扫描电镜 的分辨率。 二次电子的强度主要与样品表面形貌相关。二次电子和背 景散射电子共同用于扫描电镜(SEM)的成像。 当探针很细，分辨高时，基本收集的是二次电子而背景电 子很少，称为二次电子成像(SEI)。 背景散射电子 入射电子穿达到离核很近的地方被反射，没有能量损失；既包括与原子核作用而形成的弹性背散射电子，又包括与样 品核外电子作用而形成的非弹性背散射电子，前者的份额远 大于后者。 背散射电子反映样品表面的不同取向、不同平均原子量的 区域差别，产额随原子序数的增加而增加；利用背散射电子 为成像信号，可分析形貌特征，也可显示原子序数衬度而进 行定性成分分析。 特征X射线入射电子和原子中的内层电子发生非弹性散射作用而损失一 部分能量（几百个eV），激发内层电子发生电离，形成离 子，该过程称为芯电子激发。除了二次电子外，失去内层电 子的原子处于不稳定的较高能量状态，将依一定的选择定则 向能量较低的量子态跃迁，跃迁过程中发射出反映样品中元 素组成信息的特征X射线，可用于材料的成分分析。
透射电子显微镜的原理 XXX （大庆师范学院物理与电气信息工程学院2008级物理学200801071293黑龙江大庆163712） 摘要：透射电子显微镜在成像原理上与光学显微镜类似。它们的根本不同点在于光学显微镜以可见光作照明束，透射电子显微镜则以电子为照明束。在光学显微镜中将可见光聚焦成像的玻璃透镜，在电子显微镜中相应的为磁透镜。由于电子波长极短，同时与物质作用遵从布拉格(Bragg)方程，产生衍射现象，使得透射电镜自身在具有高的像分辨本领的同时兼有结构分析的功能。 关键词：第一聚光镜；第二聚光镜；聚光镜阑；物镜光阑；选择区光阑；中间镜 作者简介：XXX（1988-），黑龙江省绥化市绥棱县，物理与电气信息工程学院学生。 0引言： 工业多相催化剂是极其复杂的物理化学体系。长期以来,工业催化剂的制备很大程度上依赖于经验和技艺,而难以从原子分子水平的科学原理方面给出令人信服的形成机制。为开发更高活性、选择性和稳定性的新型工业催化剂,通过各种表征技术对催化剂制备中的过程产物及最终产品进行表征是一个关键性的基础工作。在当前各种现代表征手段中,透射电子显微镜尤其是高分辨透射电子显微镜,可以在材料的纳米、微米区域进行物相的形貌观察、成分测定和结构分析,可以提供与多相催化的本质有关的大量信息,指导新型工业催化剂的开发。 为什么透射电子显微镜有如此高的分辨率那？本文阐述了透射电子显微镜的工作原理。 1透射电子显微镜的定义/组成 1.1定义 在一个高真空系统中，由电子枪发射电子束， 穿过被研究的样品，经电子透镜聚焦放大，在荧光 屏上显示出高度放大的物像，还可作摄片记录的一 类最常见的电子显微镜称为透射电子显微镜。[1] 1.2组成 透射电子显微镜由照明系统、成像系统、记录 系统、真空系统和电器系统组成。（如图1） 2透射电子显微镜的照明系统 照明系统的作用是提供亮度高、相干性好、束 流稳定的照明电子束。它主要由发射并使电子加速 的电子枪和会聚电子束的聚光镜组成。图1透射电子显微镜结
透射电子显微镜的结构、原理和衍衬成像观察实验报告 一、实验目的 1、了解透射电子显微电镜的基本结构； 2、熟悉透射电子显微镜的成像原理； 3、了解基本操作步骤。
二、实验内容 1、了解透射电子显微镜的结构； 2、了解电子显微镜面板上各个按钮的位置与作用； 3、无试样时检测像散，如存在则进行消像散处理； 4、加装试样，分别进行衍射操作、成像操作，观察衍射花样和图像； 5、进行明场、暗场和中心暗场操作，分别观察明场像、暗场像和中心暗场像。 三、实验设备和器材 JEM-2100F型TEM透射电子 显微镜 四、实验原理 （一）、透射电镜的基本结构 透射电镜主要由电子光学系统、电源控制系统和真空系统三大部分组成，其中电子光学系统为电镜的核心部分，它包括照明系统、成像系统和观察记录系统组成。 （1）照明系统 照明系统主要由电子枪和聚光镜组成。
电子枪就是产生稳定的电子束流的装置，电子枪发射电子形成照明光源，根据产生电子束的原理的不同，可分为热发射型和场发射型两种。 图1 热发射电子枪图2 场发射电子枪 聚光镜是将电子枪发射的电子会聚成亮度高、相干性好、束流稳定的电子束照射样品。电镜一般都采用双聚光镜系统。 图3 双聚光镜的原理图 （2）成像系统 成像系统由物镜、中间镜和投影镜组成。 物镜是成像系统中第一个电磁透镜，强励磁短焦距（f=1~3mm），放大倍数Mo一般为100～300倍，分辨率高的可达0.1nm左右。物镜的质量好坏直接影响到整过系统的成像质量。物镜未能分辨的结构细节，中间镜和投影镜同样不能分辨，它们只是将物镜的成像进一步放大而已。提高物镜分辨率是提高整个系统成像质量的关键。
电子显微分析技术及应用 材料测试技术是材料科学与工程研究以及应用的重要手段和方法,目的就是要了解、获知材料的成分、组织结构、性能以及它们之间的关系,即材料的基本性质和基本规律。同时为发展新型材料提供新途径、新方法或新流程。在现代制造业中,测试技术具有非常重要的地位和作用。材料的组织形貌观察,主要是依靠显微镜技术,光学显微镜是在微米尺度上观察材料的组织及方法，电子显微分析技术则可以实现纳米级的观察。透射电子显微镜、扫描电子显微镜和电子探针仪等已成为从生物材料、高分子材料到金属材料的广阔范围内进行表面分析的不可缺少的工具。下面将主要介绍其原理及应用。 1.透射电子显微镜（TEM） a）透射电子显微镜 b)透射光学显微镜 图1：透射显微镜构造原理和光路 透射电子显微镜(TEM)是一种现代综合性大型分析仪器，在现代科学、技术的研究、开发工作中被广泛地使用。 所谓电子显微镜是以电子束为照明光源的显微镜。由于电子束在外部磁场或电场的作用下可以发生弯曲，形成类似于可见光通过玻璃时的折射现象，所以我们就可以利用这一物理效应制造出电子束的“透镜”，从而开发出电子显微镜。而作为透射电子显微镜(TEM)其特点在于我们是利用透过样品的电子束来成像，这一点有别于扫描电子显微镜。由于电子波的波长大大小于可见光的波长(100kV的电子波的波长为0．0037nm，而紫光的波长为400nm)，根据
光学理论，我们可以预期电子显微镜的分辨本领应大大优于光学显微镜。 图l是现代TEM构造原理和光路。可以看出TEM的镜筒(Column)主要有三部分所构成：(1)照明系统，即电子枪；(2)成像系统，主要包括聚光镜、物镜、中间镜和投影镜；(3)观察系统。 通过TEM中的荧光屏，我们可以直接几乎瞬时观察到样品的图像或衍射花样。我们可以一边观察，一边改变样品的位置及方向，从而找到我们感兴趣的区域和方向。在得到所需图像后，可以利用相机照相的方法把图像记录下来。现在新一代TEM也有的装备了数字记录系统，可以将图像直接记录到计算机中去，这样可以大大提高工作效率。 2.扫描电子显微镜（SEM） 下图为扫描电子显微镜的原理结构示意图。由三极电子枪发出的电子束经栅极静电聚焦后成为直径为50mm的电光源。在2-30KV的加速电压下，经过2-3个电磁透镜所组成的电子光学系统，电子束会聚成孔径角较小，束斑为5-10m m的电子束，并在试样表面聚焦。末级透镜上边装有扫描线圈，在它的作用下，电子束在试样表面扫描。高能电子束与样品物质相互作用产生二次电子，背反射电子，X射线等信号。这些信号分别被不同的接收器接收，经放大后用来调制荧光屏的亮度。由于经过扫描线圈上的电流与显象管相应偏转线圈上的电流同步，因此，试样表面任意点发射的信号与显象管荧光屏上相应的亮点一一对应。也就是说，电子束打到试样上一点时，在荧光屏上就有一亮点与之对应，其亮度与激发后的电子能量成正比。换言之，扫描电镜是采用逐点成像的图像分解法进行的。光点成像的顺序是从左上方开始到右下方，直到最後一行右下方的像元扫描完毕就算完成一帧图像。这种扫描方式叫做光栅扫描。 图2：扫描电子显微镜的原理和结构示意图
扫描电镜的基本结构和工作原理 扫描电子显微镜利用细聚焦电子束在样品表面逐点扫描，与样品相互作用产行各种物理 信号，这些信号经检测器接收、放大并转换成调制信号，最后在荧光屏上显示反映样品表面各种特征的图像。扫描电镜具有景深大、图像立体感强、放大倍数范围大、连续可调、分辨率高、样品室空间大且样品制备简单等特点，是进行样品表面研究的有效分析工具。 扫描电镜所需的加速电压比透射电镜要低得多，一般约在1～30kV，实验时可根据被 分析样品的性质适当地选择，最常用的加速电压约在20kV左右。扫描电镜的图像放大倍数在一定范围内(几十倍到几十万倍)可以实现连续调整，放大倍数等于荧光屏上显示的图像横向长度与电子束在样品上横向扫描的实际长度之比。扫描电镜的电子光学系统与透射电镜有所不同，其作用仅仅是为了提供扫描电子束，作为使样品产生各种物理信号的激发源。扫描电镜最常使用的是二次电子信号和背散射电子信号，前者用于显示表面形貌衬度，后者用于显示原子序数衬度。 扫描电镜的基本结构可分为电子光学系统、扫描系统、信号检测放大系统、图像显示 和记录系统、真空系统和电源及控制系统六大部分。这一部分的实验内容可参照教材第十二章，并结合实验室现有的扫描电镜进行，在此不作详细介绍。 三、扫描电镜图像衬度观察 1．样品制备 扫描电镜的优点之一是样品制备简单，对于新鲜的金属断口样品不需要做任何处理，可 以直接进行观察。但在有些情况下需对样品进行必要的处理。 1) 样品表面附着有灰尘和油污，可用有机溶剂(乙醇或丙酮)在超声波清洗器中清洗。 2) 样品表面锈蚀或严重氧化，采用化学清洗或电解的方法处理。清洗时可能会失去一些 表面形貌特征的细节，操作过程中应该注意。 3) 对于不导电的样品，观察前需在表面喷镀一层导电金属或碳，镀膜厚度控制在5-10nm 为宜。 2．表面形貌衬度观察 二次电子信号来自于样品表面层5～l0nm，信号的强度对样品微区表面相对于入射束的 取向非常敏感，随着样品表面相对于入射束的倾角增大，二次电子的产额增多。因此，二次电子像适合于显示表面形貌衬度。 二次电子像的分辨率较高，一般约在3～6nm。其分辨率的高低主要取决于束斑直径，而 实际上真正达到的分辨率与样品本身的性质、制备方法，以及电镜的操作条件如高匝、扫描速度、光强度、工作距离、样品的倾斜角等因素有关，在最理想的状态下，目前可达的最佳分辩率为lnm。 扫描电镜图像表面形貌衬度几乎可以用于显示任何样品表面的超微信息，其应用已渗透 到许多科学研究领域，在失效分析、刑事案件侦破、病理诊断等技术部门也得到广泛应用。在材料科学研究领域，表面形貌衬度在断口分析等方面显示有突出的优越性。下面就以断口分析等方面的研究为例说明表面形貌衬度的应用。 利用试样或构件断口的二次电子像所显示的表面形貌特征，可以获得有关裂纹的起源、
重庆大学扫描电镜理论考试最新题目汇总
第一部分基本知识与安全 （一）、安全视频内容 人生安全，实验室设备安全 1.发生火灾使用灭火器的问题，发现小火，扑灭。火势较大，迅速离开，警告旁人，向有关部门报告。人生安全第一。 2.氮气瓶，防砸。不要离氮气瓶太近。 3.液氮罐。挥发液氮，密闭空间容易发生窒息。第一个进来要注意透气。长时间在实验室别把门关死。晚上别睡着了。。 4.注意电镜后面的电线，避免漏电。 5.电镜结构。。电子枪，镜筒，样品室，电气辅助系统，真空系统。 电子枪：通过加热至2700K，热电子激发，加速电场形成电子束。镜筒里聚光镜聚焦成很细的电子束，打在样品室中的样品上，探头收集信号，分析。 不要碰高压！ 6.注意背散射电子探头和EBSD探头，不用的话一定记得退出去，避免碰撞。用完一定记得退回去。放样前一定检查是否已经退出，避免碰撞探头。 7.动样品台时注意别碰撞到探头和极靴。动的时候一定要打开CCD相机，一边观察一边移动样品台。特别是样品比较大时更要注意。同时放多个样品时，高度尽可能一致。磁性样品一定不能放进来，会吸到极靴上，影响电镜性能。粉末样品注意粘稳，避免被吸入极靴，堵塞光路。粉末样品飞入能谱探头很可能将窗口击破。 8.关闭高压之后，一定要等3分钟后再充氮气泄真空，钨灯丝2700K高温，灯丝热的时候气体容易氧化灯丝和镜筒等。。 9.抽真空一定要抽到10-3级别，再开高压。 10.氮气通过减压阀控制进气，缓慢的泄掉真空。很强的气流会损坏电镜内的部分，尤其是能谱探头的窗口（一个小薄膜）。减压阀调得比较小，不要去动，已经设置好了的。 11.拉开舱门的时候还是要观察着CCD相机中的图像，避免碰撞。出来的时候Z 在40左右，在一个较低的位置，或回到初始位置。 12.放样品时一定带手套，防止静电的伤害，保证电镜清洁。 13.不要将腐蚀性药瓶带入电镜室。 （二）、基本知识与安全题目 1. 如果实验室因电路打火，正确的处理方式是 先切断电源，再用干粉或气体灭火器灭火，不可直接泼水灭火，以防触电或电器爆炸伤人。如果火势太大，应迅速离开现场，告知周围做实验的人，并向有关部门报告以采取有效措施控制和扑救火灾。 2. 在装载样品以及实验中移动样品台时，有些什么注意事项
? 扫描电镜（SEM） ? 透射电镜（TEM）? 原子力显微镜（AFM）? X射线衍射（XRD）? 元素分析（EA）显微分析技术——电子显微镜 一束电子射到试样上，电子与物质相互作用，当电子的运动方向被改变，称为散射。 透射电子直接透射电子，以及弹性或非弹性散射的透射电子用于透射 电镜(TEM)的成像和衍射 二次电子 入射电子与样品中原子的价电子发生非弹性散射作用而损 失的那部分能量（30～50eV）激发核外电子脱离原子，能量 大于材料逸出功的价电子可从样品表面逸出，成为真空中的 自由电子，此即二次电子。在电场的作用下它可呈曲线运动 进入检测器，使表面凹凸的各个部分都能清晰成像。 二次电子试样表面状态非常敏感，能有效显示试样表面的 微观形貌；二次电子的分辨率可达5～10nm，即为扫描电镜
的分辨率。 二次电子的强度主要与样品表面形貌相关。二次电子和背 景散射电子共同用于扫描电镜(SEM)的成像。 当探针很细，分辨高时，基本收集的是二次电子而背景电 子很少，称为二次电子成像(SEI)。 背景散射电子 入射电子穿达到离核很近的地方被反射，没有能量损失； 既包括与原子核作用而形成的弹性背散射电子，又包括与样 品核外电子作用而形成的非弹性背散射电子，前者的份额远 大于后者。 背散射电子反映样品表面的不同取向、不同平均原子量的 区域差别，产额随原子序数的增加而增加；利用背散射电子 为成像信号，可分析形貌特征，也可显示原子序数衬度而进 行定性成分分析。 特征X射线入射电子和原子中的层电子发生非弹性散射作用而损失一 部分能量（几百个eV），激发层电子发生电离，形成离 子，该过程称为芯电子激发。除了二次电子外，失去层电 子的原子处于不稳定的较高能量状态，将依一定的选择定则 向能量较低的量子态跃迁，跃迁过程中发射出反映样品中元 素组成信息的特征X射线，可用于材料的成分分析。 俄歇(Auger)电子如果入射电子把外层电子打进层，原子被激发了．为释放能量而电离出次外层电子，叫俄歇电子。主要用于轻元素和超轻元素(除H和He)的分析，称为俄歇电子能谱仪。
电子显微镜作业 一、判断题 1．俄歇电子是从距样品表面几个埃深度范围内发射的并具有特征能量的二次电子。（√）2．透镜光阑的作用是限制扫描电子束入射试样时的发散度。（×） 3．改变扫描线圈锯齿波的振幅可改变扫描速度，改变扫描线圈电源锯齿波的频率可改变放大倍数。（×） 4．扫描电子显微镜分辨本领的测定方法有两种：一种是测量相邻两条亮线中心间的距离，所测得的最小值就是分辨本领；另一种是测量暗区的宽度，测得的最小宽度定为分辨本领。（×） 二、选择填空 1.电镜的分辨本领主要取决于（A）的分辨本领。 A．物镜；B．中间镜；C．投影镜；D．长磁透镜 2．增加样品反差的方法经常有（A、B））。 A．染色；B．重金属投影；C．超薄切片；D．复型 3．（B）是用来观察聚合物表面的一种制样方法。 A．“超薄切片”；B．“复型”技术；C．染色；D．支持膜 4．（A）是研究本体高聚物内部结构的主要方法。 A．“超薄切片”；B．“复型”技术；C．染色；D．支持膜 5．入射电子中与试样表层原子碰撞发生弹性散射和非弹性散射后从试样表面反射回来的那部分一次电子统称为（B）电子。 A．二次电子；B．背散射电子；C．反冲电子；D．透射电子。 6．扫描电子显微镜的（C）是利用对试样表面形貌敏感的物理信号作为调制信号得到的一种像衬度。 A．散射衬度；B．衍射衬度；C．表面形貌衬度；D．原子序数衬度。 7．（A）是从距样品表面10nm左右深度范围内激发出来的低能电子。 A．二次电子；B．背散射电子；C．吸收电子；D．透射电子。 8．扫描电子显微镜图像的衬度原理有（B）。 （a）散射衬度（b）表面形貌衬度（c）衍射衬度（d）相位衬度9．下面的图中（C）的二次电子信号最大。
显微分析技术 摘要：透射电子显微镜、扫描电子显微镜以及扫描探针显微镜已经成为了分析纳米材料的重要手段之一。本文简要的介绍了透射电子显微镜、扫描电子显微镜以及扫描探针显微镜的发展以及应用。 引言 纳米科技是在20世纪80年代后才逐渐发展起来的前沿性、交叉性的新型科学领域，纳米材料的性能与其微观结构有着重要的关系，因此，纳米材料微观结构的表征对于认识纳米材料，推动纳米材料的应用有着深远的意义。 自16世纪出现了光学显微镜以后，把正常人眼睛仅能分辨约0.2mm 细节的能力，延伸到可以看细菌和微生物。20世纪30年代，科学家利用电子源制造出了扫描电子显微镜，其分辨率远远超出了光学显微镜。1932年M.Knoll和E.Ruska 研制出了第一台透射电子显微镜实验装置(TEM)，1938年,V on.Ardence将扫描线圈加到透射电子显微镜上（TEM），制成了第一台扫描透射电子显微镜（STEM），放大倍数8000X，分辨率在500～1000 ?之间直到1952年，C.W.Qatley 和McMullan 在剑桥（Cambridge ）制成了第一台现代的SEM，分辨率达到500?，很大程度的提高了人类认识微观世界的能力。但是，后来人们发现，当显微镜的放大率提高到1000-1500倍时，受光的衍射效应影响，图像将变得不再清晰。1982年国际商业机器公司苏黎世实验室的葛·宾尼(Gerd Binnig)博士和海·洛雷尔(Heimich Rohrer)博士及其同事们共同研制成功了世界第一台新型的表面分析仪器——扫描隧道显微镜（简称STM）。它的出现使人类第一次能够实时的观察单个原子在物质表面的排列状态和表面电子行为有关的物理、化学性质，为科学家提供了一种前所未有的直接观察单原子、单分子的手段，从而从根本上改变了人类对微观（纳米）世界的认识水平。STM的探针是由针尖与样品之间的隧道电流的变化决定的，因此要求样品表面能够导电，从而使得STM只能直接观察导体和半导体的表面结构对于非导电的物质则要求样品覆盖一层导电薄膜，但导电薄膜的粒度和均匀性难以保证，且导电薄膜掩盖了物质表面的细节为了克服
一、实验名称 透射电子显微镜用于无机纳米材料的检测。 二、实验目的 1.认知透射电子显微镜的基本原理，了解有关仪器的主要结构； 2.学习利用此项电子显微技术观察、分析物质结构的方法，主要包括：常规成 像、高分辨成像、电子衍射和能谱分析等； 3.重点帮助学生掌握纳米材料等的微观形貌和结构测试结果的判读，主要包括： 材料的尺寸、大小均匀性、分散性、几何形状，以及材料的晶体结构和生长取向等。 三、实验原理 透射电子显微技术自20世纪30年代诞生以来，经过数十年的发展，现已成为材料、化学化工、物理、生物等领域科学研究中物质微观结构观察、测试十分重要的手段，尤其是近20多年来，纳米材料研究的快速发展又赋予这一电子显微技术以极大的生命力，可以这样说，没有透射电子显微镜，就无法开展纳米材料的研究。 透射电子显微镜在成像原理上与光学显微镜是类似的，所不同的是光学显微镜以可见光做光源，而透射电子显微镜则以高速运动的电子束为“光源”。在光学显微镜中，将可见光聚焦成像的是玻璃透镜；在电子显微镜中，相应的电子聚焦功能是电磁透镜，它利用了带电粒子与磁场间的相互作用。 在真空系统中，由电子枪发射出的电子经加速后，通过磁透镜照射在样品上。透过样品的电子被电子透镜放大成像。成像原理是复杂的，可发生透射、散射、吸收、干涉和衍射等多种效应，使得在相平面形成衬度（即明暗对比），从而显示出透射、衍射、高分辨等图像。对于非晶样品而言，形成的是质厚忖度像，当入射电子透过此类样品时，成像效果与样品的厚度或密度有关，即电子碰到的原子数量越多，或样品的原子序数越大，均可使入射电子与原子核产生较强的排斥作用——电子散射，使面通过物镜光阑参与成像的电子强度降低，忖度像变淡。另外，对于晶体样品而言，由于入射电子波长极短，与物质作用满足布拉格
扫描电子显微镜的基本原理和结构 下图为扫描电子显微镜的原理结构示意图。由三极电子枪发出的电子束经栅极静电聚焦后成为直径为50mm的电光源。在2-30KV的加速电压下，经过2-3个电磁透镜所组成的电子光学系统，电子束会聚成孔径角较小，束斑为5-10m m的电子束，并在试样表面聚焦。末级透镜上边装有扫描线圈，在它的作用下，电子束在试样表面扫描。高能电子束与样品物质相互作用产生二次电子，背反射电子，X射线等信号。这些信号分别被不同的接收器接收，经放大后用来调制荧光屏的亮度。由于经过扫描线圈上的电流与显象管相应偏转线圈上的电流同步，因此，试样表面任意点发射的信号与显象管荧光屏上相应的亮点一一对应。也就是说，电子束打到试样上一点时，在荧光屏上就有一亮点与之对应，其亮度与激发后的电子能量成正比。换言之，扫描电镜是采用逐点成像的图像分解法进行的。光点成像的顺序是从左上方开始到右下方，直到最後一行右下方的像元扫描完毕就算完成一帧图像。这种扫描方式叫做光栅扫描。 扫描电镜由电子光学系统，信号收集及显示系统，真空系统及电源系统组成。 1 电子光学系统 电子光学系统由电子枪，电磁透镜，扫描线圈和样品室等部件组成。其作用是用来获得扫描电子束，作为产生物理信号的激发源。为了获得较高的信号强度和图像分辨率，扫描电子束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径。 <1>电子枪： 其作用是利用阴极与阳极灯丝间的高压产生高能量的电子束。目前大多数扫描电镜采用热阴极电子枪。其优点是灯丝价格较便宜，对真空度要求不高，缺点是钨丝热电子发射效率低，发射源直径较大，即使经过二级或三级聚光镜，在样品表面上的电子束斑直径也在5-7nm，因此仪器分辨率受到限制。现在，高等级扫描电镜采用六硼化镧（LaB6）或场发射电子枪，使二次电子像的分辨率达到2nm。但这种电子枪要求很高的真空度。 扫描电子显微镜的原理和结构示意图
透射电子显微镜部分结构及功能 在光学显微镜下无法看清小于0.2µm的细微结构，这些结构称为亚显微结构（s ubmicroscopic structures）或超微结构（ultramicroscopic structures；ultrastructur es）。要想看清这些结构，就必须选择波长更短的光源，以提高显微镜的分辨率。1 932年Ruska发明了以电子束为光源的透射电子显微镜（transmission electron mi croscope，TEM），电子束的波长要比可见光和紫外光短得多，并且电子束的波长与发射电子束的电压平方根成反比，也就是说电压越高波长越短。目前TEM的分辨力可达0.2nm。 电子显微镜与光学显微镜的成像原理基本一样，所不同的是前者用电子束作光源，用电磁场作透镜。另外，由于电子束的穿透力很弱，因此用于电镜的标本须制成厚度约50nm左右的超薄切片。这种切片需要用超薄切片机（ultramicrotome）制作。电子显微镜的放大倍数最高可达近百万倍、由电子照明系统、电磁透镜成像系统、真空系统、记录系统、电源系统等5部分构成，如果细分的话：主体部分是电子透镜和显像记录系统，由置于真空中的电子枪、聚光镜、物样室、物镜、衍射镜、中间镜、投影镜、荧光屏和照相机。 电子显微镜是使用电子来展示物件的内部或表面的显微镜。高速的电子的波长比可见光的波长短（波粒二象性），而显微镜的分辨率受其使用的波长的限制，因此电子显微镜的分辨率（约0.1纳米）远高于光学显微镜的分辨率（约200纳米）。 透射式显微镜的结构与原理 透射式电子显微镜(TEM)与投射式光学显微镜的原理很相近，它们的光源、透镜虽不相同，但照放大和成像的方式却完全一致。 在实际情况下无论是光镜还是电镜，其内部结构都要比图示复杂得多，图中的聚光镜（condonser lens）、物镜（object lens）和投影镜（projection lens）为光路中的主要透镜，实际制作中它们往往各是一组（多块透镜构成），在设计电镜时为达到所需的放大率、减少畸变和降低像差，又常在投影镜之上增加一至两级中间镜（in temediate lens）。 透射式电子显微镜的总体结构包括镜体和辅助系统两大部分,镜体部分包含：①照明系统（电子枪G，聚光镜C1、C2），②成像系统（样品室，物镜O，中间镜I1、
扫描电子显微镜（Scanning Electronic Microscopy, SEM） 扫描电镜（SEM）是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观性貌观察手段，可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。扫描电镜的优点是，①有较高的放大倍数，20-20万倍之间连续可调；②有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构；③试样制备简单。目前的扫描电镜都配有X射线能谱仪装置，这样可以同时进行显微组织性貌的观察和微区成分分析，因此它是当今十分有用的科学研究仪器。 电子束与固体样品的相互作用 扫描电镜从原理上讲就是利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描，激发出各种物理信息。通过对这些信息的接受、放大和显示成像，获得对是试样表面性貌的观察。 具有高能量的入射电子束与固体样品的原子核及核外电子发生作用后，可产生多种物理信号如下图所示。 电子束和固体样品表面作用时的物理现象 一、背射电子 背射电子是指被固体样品原子反射回来的一部分入射电子，其中包括弹性背反射电子和非弹性背反射电子。 弹性背反射电子是指倍样品中原子和反弹回来的，散射角大于90度的那些入射电子，其能量基本上没有变化（能量为数千到数万电子伏）。非弹性背反射电子是入射电子和核外电子撞击后产生非弹性散射，不仅能量变化，而且方向也发生变化。非弹性背反射电子的能量范围很宽，从数十电子伏到数千电子伏。 从数量上看，弹性背反射电子远比非弹性背反射电子所占的份额多。背反射电子的产生范围在100nm-1mm深度，如下图所示。 电子束在试样中的散射示意图 背反射电子产额和二次电子产额与原子序束的关系背反射电子束成像分辨率一般为50-200nm （与电子束斑直径相当）。背反射电子的产额随原子序数的增加而增加（右图），所以，利用背反射电子作为成像信号不仅能分析新貌特征，也可以用来显示原子序数衬度，定性进行成分分析。 二、二次电子 二次电子是指背入射电子轰击出来的核外电子。由于原子核和外层价电子间的结合能很小，当原子的核外电子从入射电子获得了大于相应的结合能的能量后，可脱离原子成为自由电子。如果这种散射过程发生在比较接近样品表层处，那些能量大于材料逸出功的自由电子可从样品表面逸出，变成真空中的自由电子，即二次电子。
第一章测试1 【单选题】(10分)人眼的平均分辨率为 A. 0.2μm B. 0.4mm C. 0.3mm D. 0.4μm E. 0.2mm 2 【单选题】(10分)电子枪产生的电子是 A. 弹性散射电子 B. 透射电子 C. 二次电子 D. 入射电子 E.
特征x射线 3 【单选题】(10分) 下面哪种电镜可以在观察结构的同时，对组织细胞内的元素成分进行分析 A. 扫描电镜 B. 扫描隧道显微镜 C. 透射电镜 D. 分析电镜 E. 冷冻电镜 4 【单选题】(10分) 世界上第一台电子显微镜是哪年出现的 A. 1924年 B. 1930年 C. 1935年
D. 1945年 E. 1932年 5 【单选题】(10分) 在样品的表面产生，产额与样品表面的凹凸程度有关的是 A. 入射电子 B. 特征x射线 C. 透射电子 D. 二次电子 E. 弹性散射电子 6 【单选题】(10分) 科学家们利用哪种电镜在金属镍表面上用35个惰性气体原子组成了IBM三个字母 A. 透射电镜 B.
扫描隧道显微镜 C. 分析电镜 D. 扫描电镜 E. 原子力显微镜 7 【单选题】(10分) 哪种电镜能够将活的生物分子进行冷冻，使分子机制可以图像化描述 A. 分析电镜 B. 透射电镜 C. 扫描电镜 D. 扫描隧道显微镜 E. 冷冻电镜 8 【多选题】(10分) 透射电镜可用于
A. 观察各种细胞器的超微结构 B. 用于观察细菌、病毒的超微结构 C. 观察组织细胞的超微结构病变 D. 用于核酸和蛋白质超微结构的研究 E. 观察组织细胞的正常超微结构 9 【判断题】(10分) 电磁透镜包括静电透镜和磁透镜 A. 对 B. 错 10 【判断题】(10分) 分辨率是指人眼或光学仪器观察和分辨物体最小细节的能力 A. 对 B.
?扫描电镜（SEM） ?透射电镜（TEM）?原子力显微镜（AFM）? X射线衍射（XRD）?元素分析（EA）显微分析技术——电子显微镜 一束电子射到试样上，电子与物质相互作用，当电子的运动方向被改变，称为散射。 透射电子直接透射电子，以及弹性或非弹性散射的透射电子用于透射 电镜(TEM)的成像和衍射 二次电子 入射电子与样品中原子的价电子发生非弹性散射作用而损 失的那部分能量（30～50eV）激发核外电子脱离原子，能量 大于材料逸出功的价电子可从样品表面逸出，成为真空中的 自由电子，此即二次电子。在电场的作用下它可呈曲线运动 进入检测器，使表面凹凸的各个部分都能清晰成像。 二次电子试样表面状态非常敏感，能有效显示试样表面的 微观形貌；二次电子的分辨率可达5～10nm，即为扫描电镜 的分辨率。 二次电子的强度主要与样品表面形貌相关。二次电子和背 景散射电子共同用于扫描电镜(SEM)的成像。 当探针很细，分辨高时，基本收集的是二次电子而背景电 子很少，称为二次电子成像(SEI)。 背景散射电子 入射电子穿达到离核很近的地方被反射，没有能量损失； 既包括与原子核作用而形成的弹性背散射电子，又包括与样 品核外电子作用而形成的非弹性背散射电子，前者的份额远
大于后者。 背散射电子反映样品表面的不同取向、不同平均原子量的 区域差别，产额随原子序数的增加而增加；利用背散射电子 为成像信号，可分析形貌特征，也可显示原子序数衬度而进 行定性成分分析。 特征X射线入射电子和原子中的层电子发生非弹性散射作用而损失一 部分能量（几百个eV），激发层电子发生电离，形成离 子，该过程称为芯电子激发。除了二次电子外，失去层电 子的原子处于不稳定的较高能量状态，将依一定的选择定则 向能量较低的量子态跃迁，跃迁过程中发射出反映样品中元 素组成信息的特征X射线，可用于材料的成分分析。 俄歇(Auger)电子如果入射电子把外层电子打进层，原子被激发了．为释放能量而电离出次外层电子，叫俄歇电子。主要用于轻元素和超轻元素(除H和He)的分析，称为俄歇电子能谱仪。 阴极荧光如果入射电子使试样的原于电子发生电离，高能级的电子向低能级跃迁时发出的光波长较长(在可见光或紫外区)，称为阴极荧光，可用作光谱分析，但它通常非常微弱。 各种信号的深度与区域大小高能电子束受到物质原子的散射作用偏离入射方向，向外发散；随着深度的增加，分布围增大，动能不断降低、直至为0，形成一个作用区。“梨形作用体积”：对轻元素样品，入射电子经多次小角散射，在未达到较大散射角之前已深入样品部；最后散射角增大，达到漫散射的程度。“半球形作用体积”：对重元素样品，入射电子在样品表面不很深的位置就达到漫反射的程度。电子在样品散射区域的形状主要取决于原子序数，改变电子能量只引起作用体积大小的改变而不会显著改变形状。 深度能逸出材料表面的俄歇电子距表面的深度：0.4~2nm，为表 面信号；
据国外媒体报道，下面这十五张令人惊异的人体图片，都是用扫描电子显微镜(SEM)拍摄的，通过它们你可以更近地观察人体的内部情况。 下面将从头部开始，穿过胸腔，一直到达腹腔，经过这次自我发现之旅，让你切身体验到扫描电子显微镜的非凡影响力。在这个过程中，你将看到当细胞受到肿瘤侵扰时，会出现什么情况，以及卵子第一次与精子相遇时的情景。 1.红血球 红血球 从这张图片上看，它们很像肉桂色糖果，但事实上它们是人体里最普通的血细胞——红血球。这些中间向内部凹陷的细胞的主要任务，是将氧气输送到我们的整个身体。在女性体内，每立方毫米血液中大约有400万到500万个红血球，男性每立方毫米血液中有大约500万到600个红血球。居住在海拔较高的地区的人，体内的红血球数量更多，因为他们生活的环境氧气相对更少。 2.头发分叉
头发分叉 经常修剪和良好的护理，可避免像这张图片上出现发梢分叉的现象。 3. 普尔基涅神经元
普尔基涅神经元 在大脑里的1000亿个神经元中，普尔基涅神经元是体积最大的。这些细胞是小脑皮层里的运动协调大师。接触酒精、锂等有毒物质、患有自身免疫性疾病、存在孤独症和神经退行性疾病 (Neurodegenerative disease)等遗传变异，都会对人类的普尔基涅神经元造成消极影响。 4.耳毛细胞 耳毛细胞 这张图片看起来好像是在耳朵里面对耳毛细胞进行近距离观察时拍摄的。耳毛细胞的主要功能是发现对声震作出反应时产生的机械运动。 5.从视神经中伸出的血管
从视神经中伸出的血管 这张照片显示的是血管从黑色视盘中伸出。视盘是个盲点，因为视网膜的这个区域没有光感细胞，视神经和视网膜血管从眼睛后面的这个部位伸出去。 6.舌头上的味蕾
扫描电镜工作原理 一、电子束与样品的相互作用 扫描电镜是对样品表面形态进行测试的一种大型仪器。电子枪发射的电子束在扫描电镜镜筒中，通过电磁透镜聚焦和电场加速，入射到样品中，束电子与样品原子核或核外电子发生多种相互作用，而被散射，引起束电子的运动方向或能量（或两者同时）发生变化，从而产生各种反映样品特征的信号。这些信号包括二次电子、背散射电子、吸收电子、透射电子、俄歇电子、电子电动势、阴极荧光、X射线等，这些信号能够表征固体表面或内部的某些物理或化学性质。它们是各类电子束显微分析的物理基础（图1）。 电子与样品的相互作用过程可分成弹性散射和非弹性散射过程两类。弹性散射与非弹性散射过程是同时发生的，前者使束电子偏离原来运动方向，并使电子在样品内部罗三，后者使电子能量逐渐减少直至被样品全部吸收，因此限制了电子束的扩散范围，电子束的能量完全沉积在扩散区内，同时产生大量可检测的二次辐射，这个区域称为相互作用区。 图 1 电子束轰击固体发生的各种信号及深度 相互作用区可以通过实验直接观察或由Monte Calro计算法得到。通常，电子束能量越强，电子入射深度越深，相互作用区越大（图2）。样品的原子序数越大，束电子在每走过单位距离所经受的弹性散射事件越多，其平均散射角度大，在样品中的穿透深度越浅（图3）。
图2. 不同加速电压下，蒙德卡罗(Monte Carlo)电子轨迹模拟图 图3. 同样加速电压下，不用材料，蒙德卡罗(Monte Carlo)电子轨迹模拟图 二、扫描电镜工作原理 由图4可以看出，从电子枪阴极发出的直径20-30nm的电子束，受到阴阳极之间的加速电压的作用，射向镜筒。经过聚光镜和物镜聚焦后，形成一个具有一定能量、强度和斑点直径的入射电子束。在物镜上部扫描线圈产生的磁场作用下，入射电子束按一定时间、空间顺序作光栅式扫描。由于入射电子与样品之间的相互作用，从样品中激发出的信号被不同的检测器收集，并成像。 本台扫描电镜配备有检测二次电子的SE2和Inlens检测器，形成样品形貌像；检测背散射电子的ASB检测器，形成样品成分衬度像；检测特征X射线能量的X射线能谱仪，用于元素定性、定量分析。详细介绍见：各种检测器成像效果；X射线能谱仪工作原理及谱图解析
一、分析测试步骤 开机 1、接通循环水（流速～2.0L/min ） 2、打开主电源开关。 3、在主机上插入钥匙，旋至“Start ”位置。 松手后钥匙自动回到“on ”的位置，真空系统开始工作。 4、等待10秒钟，打开计算机运行。 5、点击桌面的开始程序。 6、点击［JEOL ·SEM ］及［JSM-5000主菜单］。 7、约20分钟仪器自动抽高真空，真空度达到后，电子枪自动加高压，进入工作状态。 8、通过计算机可以进行样品台的移动，改变放大倍数、聚焦、象散的调整， 直到获得满意的图像 9、对于满意的图像可以进行拍照、存盘和打印。 10、若需进行能谱分析，要提前1小时加入液氮，并使探测器进入工作状态。 11、打开能谱部分的计算机进行谱收集和相应的分析。 12、需观察背散射电子像时，工作距离调整为15mm ，然后插入背散射电子探测器，用完后 随时拔出。 更换样品 1、点击“HT on ”,出现“HT Ready ”。 2、点击“Sample ”,再点击“Vent ”。 3、50秒后拉出样品台,从样品台架上取出样品台. 4、更换样品后,关上样品室门,再点击“EVAC ”,真空系统开始工作,重复开机10.1.8、。 关机 1、点击［EXIT ］,再点击［OK ］,扫描电镜窗口关闭,回到视窗桌面上. 2、电击桌面上的［Start ］。
3、退出视窗,关闭计算机. 4、关闭控制面板上的电源开关. 5、等待15分钟后关掉循环水. 6、关掉总电源. 二. 方法原理 1、扫描电镜近况及其进展 扫描电子显微镜的设计思想和工作原理，早在1935年已经被提出来了，直到1956年才开始生产商品扫描电镜。商品扫描电镜的分辨率从第一台的25nm提高到现在的，已经接近于透射电镜的分辨率，现在大多数扫描电镜都能同X 射线波谱仪、X 射线能谱仪和自动图像分析仪等组合，使得它是一种对表面微观世界能够进行全面分析的多功能的电子光学仪器。数十年来，扫描电镜已广泛地应用在材料学、冶金学、地矿学、生物学、医学以及地质勘探，机械制造、生产工艺控制、产品质量控制等学科和领域中，促进了各有关学科的发展。随着纳米材料的出现，原有的钨灯丝扫描电镜由于分辨率低，不能满足纳米材料分析检测的要求，之后，电镜生产厂家推出了场发射扫描电子显微镜，使扫描电镜的分辨率提高到了。场发射扫描电子显微镜又分为冷场场发射扫描电子显微镜和热场场发射扫描电子显微镜，它们的共性是分辨率高。热场发射扫描电镜的束流大且稳定，适合进行能谱分析，但维护成本和要求高；冷场发射扫描电镜的束流小且不稳定，适合于做表面形貌观察，不适合能谱分析，相对而言维护成本和要求要低一些。环境扫描电镜的特点是对于生物样品、含水样品、含油样品，既不需要脱水，也不必进行导电处理，可在自然的状态下直接观察二次电子图像并分析元素成分。 2、扫描电镜的特点 能够直接观察样品表面的微观结构，样品制备过程简单，对样品的形状没有任何限制，粗糙表面也可以直接观察； 样品在样品室中可动的自由度非常大，可以作三度空间的平移和旋转，这对观察不规则形状样品的各个区域细节带来了方便； 图象富有立体感。扫描电镜的景深是光学显微镜的数百倍，是透射电镜的数十倍，故所得到的图象立体感比较强； 放大倍数范围大，从几倍到几十万倍连续可调。分辨率也比较高，介于光学显微镜和
“科学之眼“越来越亮 ——电子显微镜的发展历程 摘要：Ruska和Knowll在1932年（有说是1931年和1933年的）研制成功第一台电 子显微镜。经过半个多世纪的发展，已广泛应用到自然科学的许多学科中，并且极大推动了这些学科的发展。在七十年代电子显微镜终于实现了人们直接观察原子的长期愿望，电子显微镜成了“科学之眼”。一门新兴的电子显微学因此而诞生。而Ruska也因此而获得1986年诺贝尔物理奖。在生命科学，由于电子显微镜技术的迅速发展和应用，改 变了细胞学、组织学、病毒学、分类学和分子生物学等的面貌，促使生物学从细胞水平进入到分子水平；它也成为生物学、医学、农林等学科研究工作中极为重要的手段。近年来，我国拥有越来越多的电子显微镜，应用也越广泛，不少高等院校都相继开设相关的课程。“科学之眼”不仅在外国，在我国也会越来越亮，开花结果，前途光明。 关键词：电子显微镜扫描电子显微镜透射电子显微镜扫描透射显微镜 正文：电子显微镜问世已有半个多世纪了，但其应用于医学、生物学，尤其是细胞 学的研究方面才只有二十余年的历史。我国学者在六十年代初期开始这方面的工作。下 面我们来看一下电子显微镜的总体发展历程。 一．电子显微镜的总体发展历程 人类对于生物微观世界的认识过程，有着一段漫长的历史。荷兰人列文虎克(Leeuwenhoek)在300年前创制成功世界上第一架显微镜，发现了当时人们还不知道的微生物世界。这是显微镜第一次显示其巨大作用。 早在一百年以前，朴率克(Plucker)就曾在盖斯雷管的阴极近管壁上发现过一种黄 绿色的光辉，但他当时对这一现象并无认识，未予重视。自从1924年德布罗意提出了 电子与光一样，具有波动性的假说和1926年Busch发现了旋转对称、不均匀的磁场可 作为一个用于聚焦电子束的透镜，就为后来的电子显微镜的问世奠定了理论基础，这就打开了电子光学的大门。经六年后，到1932年克诺露(Knoll)及鲁斯卡(Ruska)等人首 次发表了关于电子显微镜的实验和理论研究，并试制成功第一台电磁式电子显微镜。为了获得较大的放大能力，人们又研究制造了短焦距的电磁透镜，它除了会聚透镜外，再利用两个透镜作连续两次的造像。到1934年鲁斯卡和马顿(Marton)分别制成了新型复式电子显微镜。近代的电磁式电子显微镜在具体结构上已经有了很大改进。 Ruska和Knowll在1932年（有说是1931年和1933年的）研制成功第一台电子显微镜。经过半个多世纪的发展，已广泛应用到自然科学的许多学科中，并且极大推动了这些学科的发展。在七十年代电子显微镜终于实现了人们直接观察原子的长期愿望，电子显微镜成了“科学之眼”。一门新兴