如何看电镜照片

实验三电子显微镜技术的演示背景知识：普通光学显微镜通过提高和改善透镜的性能，使放大率达到1000~1500倍左右，但一直未超过2000倍。

这是由于普通光学显微镜的放大能力受光的波长的限制。

为了从更高的层次上研究物质的结构，必须另辟蹊径，创造出功能更强的显微镜。

20世纪20年代法国科学家德布罗意发现电子流也具有波动性，其波长与能量有确定关系，能量越大波长越短，比如电子学1000伏特的电场加速后其波长是0.388埃，用10万伏电场加速后波长只有0.0387埃，于是科学家们就想到是否可以用电子束来代替光波，这是电子显微镜即将诞生的一个先兆。

用电子束来制造显微镜，关键是找到能使电子束聚焦的透镜，光学透镜是无法会聚电子束的。

1926年，德国科学家蒲许提出了关于电子在磁场中运动的理论。

他指出：“具有轴对称性的磁场对电子束来说起着透镜的作用。

”这样，蒲许就从理论上解决了电子显微镜的透镜问题，因为电子束来说，磁场显示出透镜的作用，所以称为“磁透镜”。

1931年，德国柏林工科大学的Knoll和Ruska制作成功第一台电子显微镜──它是一台经过改进的阴极射线示波器，成功地得到了铜网的放大像──第一次由电子束形成的图像，加速电压为7万，最初放大率仅为17倍。

尽管分辨率还不如光学显微镜高，但它却证实了使用电子束和电子透镜可形成与光学像相同的电子像。

经过不断地改进，1933年Ruska和Bodo Von Borries又制成了第二台两级短焦距的电子显微镜，获得了金属箔和纤维的放大1万倍的电子图像。

虽然放大率得到提高，但分辨率当时还刚刚达到光学显微镜的水平。

1937年应西门子公司的邀请，Ruska建立了超显微镜学实验室。

1939年西门子公司制造出分辨本领达到30埃的世界上最早的实用电子显微镜，并投入批量生产。

随后，透射电镜的商业产品由美国无线电公司于1941年开始制作生产。

电子显微镜的出现使人类的洞察能力提高了好几百倍，不仅看到了病毒，而且看见了一些大分子，即使经过特殊制备的某些类型材料样品里的原子，也能够被看到。

扫描电镜基本操作 1、进样后，等待电镜抽真空，当真空读数小于5E-04，开启电子枪，打开观察Observation （点击按钮ON 变绿色），点击操作台上ACB （自动白平衡），WD 调到10.0mm （CL 要调到14.1mm ），移动操作球（X,Y ， 或使用鼠标右键选取点击位置到屏幕中心），找到观察样品表面，将放大倍数调大，旋转操作球的旋钮调整Z 轴到合适的观察距离使得画面清楚（注意Z 轴动态，不要超过2mm ，操作球旋钮调整Z 轴的速率跟放大倍数成反比）。

2放大倍率旋钮顺时针可将样品放大至需要的倍数，反复调整焦距，使样品表面尽量清楚（可找到样品表面的裂缝或突起作为参照物）。

若画面还不清楚，可先放大到较高倍率（1万倍以上）反复调整像散x 、y 及焦距至影像清楚，直至影像清晰后再切回所需倍率。

3、进行上述操作后，若图像仍不清楚，可点击操作面板上的WORB 模式进行对中操作，此时面板上的WORB 和ALIGN 灯会持续闪烁，此时画面应像心脏一样跳动，若左右或上下晃动需调整像散的X ，Y ，调好后点STIG 会取消对中模式，反复切换对中模式和像散模式，结合焦距进行图像调整。

4、扫描模式：快速扫描模式QUICK VIEW （QUICK 1移动快, 再点一下显示屏上可看到变成QUICK 2），在LED （二次电子图像）模式下，移动或者调焦距需在QUICK 1模式下。

慢速扫描模式FINE VIEW （FINE 1移动慢但成像较好，FINE 2照相的速度），在BED-C （背散射模式）或CL(阴极发光模式)下可切换到FINE 1模式下观察或移动。

5、LED （二次电子图像）模式是观察样品的表面形貌；BED-C （背散射）模式代表了样品的成分，颜色不同成分不同。

鼠标左键点LED 可在下拉列表中切换。

切换前，需在右下角SRBE 前点对号把背散射探头送进去。

在BED-C （背散射模式）下可慢慢旋转BRIGHTNESS 和CONTRAST 来调节亮度和对比度，若图像模糊可把对比度和亮度调大，若图像中亮的太亮看不清内部结构可把对比度和亮度同时稍调低。

实验三液泡系(Vacuolar system)的活体染色及电镜照片观察【实验目的】掌握一种活体染色方法，了解光学显微镜和电子显微镜下液泡系的基本形态结构。

【实验用品】一、材料和标本蟾蜍一只，软骨细胞电镜照片。

二、器材和仪器光学显微镜一台、手术器材一套、解剖盘一个、载片、盖片、吸水纸。

三、试剂 l／3000中性红染液、Ringer氏液(两栖类用)。

【实验内容】一、蟾蜍胸骨剑突软骨细胞液泡系活体染色及观察(一)原理在动物细胞内，凡是由膜所包围的小泡和液泡除线粒体外都属于液泡系，包括高尔基器、溶酶体、微体、消化泡、自噬小体、残体、胞饮液泡和吞噬泡，都是由一层单位膜包围而成。

软骨细胞内含有较多的粗面内质网和发达的高尔基复合体，能合成与分泌软骨粘蛋白及胶原纤维等，因而液泡系发达。

中性红是液泡系特殊的活体染色剂，只将液泡系染成红色，在细胞处于生活状态时，细胞质及核不被染色，中性红染色可能与液泡中的蛋白有关。

(二)方法取一只蟾蜍，破坏脑和脊髓，剪开胸腔，取胸骨剑突软骨最薄部分的一小片，放在载片上，滴两滴1／3000中性红染液，染色8～lO分钟，用吸水纸吸去染液，加一滴Ringer氏液，盖上盖片，吸去多余Ringer氏液。

(三)结果显微镜下观察，可见软骨细胞为椭圆形，细胞核周围有许多染成玫瑰红色．大小不一的小泡，即软骨细胞液泡系。

二、大白鼠胫骺软骨细胞电镜照片的观察动物细胞液泡很小，即使是活体染色也只能看出是一个小点，为了进一步看清液泡的结构我们有必要观察软骨细胞的电镜照片。

大白鼠胫骺骨细胞电镜照片，细胞核与核仁很清楚，细胞质中有丰富的粗面内质网，液泡系发达，液泡由单层膜包围，细胞周边有液泡释放。

实验五扫描电镜及试样的显微电子图像观察一、实验目的与任务1. 了解扫描电镜的基本结构和原理。

2. 掌握扫描电镜试样的制备方法。

3. 了解二次电子像，背散射电子像和吸收电子像，观察纪录操作的全过程及其在形貌组织结构观察中的应用。

二、扫描电镜的基本结构和原理扫描电镜由电子光学系统、扫描系统、信号收集处理显示系统、真空系统、供电控制系统合冷却系统等六部分组成。

图11为其结构原理示意图。

图11 扫描电镜结构原理图电子光学系统包括代电子枪、电对中心圈、三级聚光镜（末级聚光镜也称物镜）、消像散器和样品室等部件。

其作用是将来自电子枪的电子束聚焦成亮度高、直径细的入射束照射样品，产生各种物理信号，入射电子束不起成像作用。

样品室可以放置不同用途的样品台，如拉伸台、加热台和冷却台等。

试样放在样品台上，操作时通过样品移动机构可以使试样沿x、y、z轴三个方向移动，同时还可以使试样绕轴倾斜及旋转。

扫描系统包括扫描发生器、扫描线圈和放大倍率选择器等部件，其作用是将开关电路对积分电容反复充电放电产生的锯齿波同步地送入镜筒中的扫描线圈和显像管的扫描线圈，使二者的电子束作同步扫描，通过改变电子束偏转角度来调节放大倍率。

扫描电镜的放大倍数等于显示屏的宽度与电子束在试样上扫描的宽度之比。

入射电子束束斑直径是扫描电镜分辨本领的极限。

信号收集处理显示系统包括探测器、放大器和显像管等部件，其作用是检测试样在入射电子束作用下产生的物理信号，调制显像管亮度，显示出反映试样表面特征的电子图像。

不同的物理信号要使用不同的探测器。

通常用电子探测器（闪烁计数器）来探测二次电子，背散射电子和透射电子，此外，还有X射线探测器和阴极荧光探测器。

显示单元装有两个显像管，一个是长余辉显像管，作观察图像用，另一个是短余辉显像管，作拍摄图像用，可以获得高分辨率照片。

显示系统还装有字符显示附件，将自动记录底片编号，加速电压，放大倍率及其标尺。

其他系统的构造及功能与透射电镜基本相同。

扫描电镜照片参数解读及主要参数选择1、扫描电镜照片参数解读图1 扫描电镜图片展示，EHT=20.00kV即加速电压20kV；WD=8.2mm，即工作距离8.2mm；Mag=7.94KX即放大倍数7940倍；Signal A=SE2即用SE2探测器。

扫描电镜参数众多，皆可显示在图片下方工具栏中，但决定图像质量最直接、最关键因素是加速电压（EHT）、工作距离（WD）、放大倍数（Mag）和检测器种类，因此本台扫描电镜检测结果只选择显示这几个重要指标。

2、电镜参数解读2.1 加速电压一般，加速电压越高，图像分辨率越高，当样品导电性好且不易受电子束损伤时可选用高加速电压，这时电子束能量大，对样品穿透深，材料衬度减小，图像分辨率提高。

但加速电压过高，电子束对样品的穿透能力过大，样品表面信息缺失，样品看起来像玉一样，如图2D。

低加速电压时，入射电子能量较低，其与样品的作用深度较浅，更能反映样品最表层的信息，有利于样品表层形貌的观察（图2A，C）；此外，低加速电压可以有效地减少荷电现象，更易观察不导电样品。

如图2B，样品在10kV加速电压下边缘过亮，说明此处电荷大量积累，而图2A用1kV加速电压拍摄的同一部位就没有明显的荷电现象。

因此，根据自己的要求灵活地选择加速电压，才能得到理想的电镜图像。

当需要观测样品的表面信息、样品的导电性较差、样品的热稳定性较差时，需要选择较低的，甚至是超低的加速电压。

当需要得到分辨率高的图像、样品表面存在有机污染或是样品内部的相组成信息时，需要选择较高的加速电压。

图2 不同加速电压条件下的二次电子像。

A，C为1KV加速电压条件下图像，图像表面细节清晰。

B为10KV加速电压条件下图像，图像边缘效应较强。

D为15KV加速电压条件下的图像，图像表面细节看不出。

2.2 工作距离工作距离（WD）是物镜下极靴到样品表面的距离。

工作距离增大时，样品上的束斑变大，分辨率下降，但孔径角减小，景深增加。

实验实验二二 透射电镜及试样显微电子图像观察一、 实验目的和任务1. 了解透射电镜的结构原理与操作方法。

2. 了解透射电镜试样的制备方法。

3. 观察及分析粉末试样和复型试样的电子图像。

二、 透射电镜的基本结构和成像原理透射电镜是一种高分辨率、高放大倍数的显微镜，是材料科学研究的重要手段，能提供极微细材料的组织结构、晶体结构和化学成分等方面的信息。

1. 仪器结构透射电子显微镜由三大部分组成：成像光学系统；真空系统;电气系统。

成像光学系统，又称镜筒，是透射电镜的主体。

透射电镜透射电镜镜筒透射电镜镜筒剖面图2. 成像原理透射电镜的成象原理是由照明部分提供的有一定孔径角和强度的电子束平行地投影到处于物镜物平面处的样品上，通过样品和物镜的电子束在物镜后焦面上形成衍射振幅极大值，即第一幅衍射谱。

这些衍射束在物镜的象平面上相互干涉形成第一幅反映试样为微区特征的电子图象。

通过聚焦（调节物镜激磁电流），使物镜的象平面与中间镜的物平面相一致，中间镜的象平面与投影镜的物平面相一致，投影镜的象平面与荧光屏相一致，这样在荧光屏上就察观到一幅经物镜、中间镜和投影镜放大后有一定衬度和放大倍数的电子图象。

由于试样各微区的厚度、原子序数、晶体结构或晶体取向不同，通过试样和物镜的电子束强度产生差异，因而在荧光屏上显现出由暗亮差别所反映出的试样微区特征的显微电子图象。

电子图象的放大倍数为物镜、中间镜和投影镜的放大倍数之乘积，即M＝M。

·Mr·Mp.3. 透射电镜的主要性能指标是分辨率、放大倍数和加速电压。

三、 透射电镜的一般操作步骤1. 抽真空接通总电源，打开冷却水，接通抽真空开关，真空系统就自动的抽真空。

一般经15～2 0 m i n后，真空度即可达到10－4～10－5 T o r r，持高真空指示灯亮后即可上机工作。

2. 加电子枪高压接通镜筒内的电源，给电子枪和透镜供电，由低至高速级给电子枪加高压，直至所需值。