第二单元 生物和细胞 第一章 观察细胞的结构
第一节 练习使用显微镜
教学目标
①说明显微镜的构造和作用。
②能独立使用显微镜，观察到清晰的图像。
③认同显微镜的规范操作方法，爱护显微镜。
重点和难点
重点：显微镜的使用方法；学生独立操作能力的培养。
难点：规范使用显微镜，并观察到物象（要求学生用左眼注视目镜内图像的同时，右眼睁开）。
课前准备
教师：准备显微镜，四种标本（写有“上”字的玻片；印有数字的挂历透明纸；写有数字的不透明纸；动植物玻片标本），擦镜纸，纱布，投影仪；课前每班培训两名“小先生”，以便课上帮助教师辅导其他学生。
学生：对照课本彩图，认识显微镜各部分名称，并思考每一部分的作用；阅读课后的显微镜发展史。
教学设计
读第二单元开篇语，明确细胞是生物体结构和功能的基本单位。要想探索生物的奥妙，就必须要了解细胞。指导学生看书中35页图，提问、朗读，引出主题。
导入新课
讲授新课
要了解细胞，必须借助显微镜。提示图中细胞，是被放大了百倍以上
（指导学生看书37页）：
取镜和安放。强调安放目镜时，手指不要触摸镜头，对学生进行爱护显微镜的教育。引导学生说出显微镜的发明、发展过程。
提问：我们现在用的是什么显微镜？
1．显微镜的构造
学生两人一组，看书对照实物认识显微镜各部分名称。
回答教师指示部分的名称。
今天我们一起来认识显微镜，并争取达到人人会使用显微镜。指导学生学会通过看书来认识显微镜。
随机叫学号，进行抽测。
2.显微镜的使用
对光 ⑴低倍物镜对准通光孔。
⑵左眼看，右眼睁。
⑶转动反光镜，看到明亮的视野。
观察：
⑴标本放在载物台上，压住，正对通光孔。
⑵镜筒先下降，直到接近标本。
⑶左眼注视目镜，使镜筒缓缓上升，直到看清物像。有迫切动手观察的欲望.带着强烈的好奇心，边看书边操作显微镜进行观察。
电子显微镜的应用与发展
在科学技术领域，电子显微镜是一种强有力的工具，可以将对象放大到超出人眼视界的范围，让人们看到平常看不到的微观世界。它的应用领域十分广泛，包括材料科学、生物学、化学等领域。本文将探讨电子显微镜的应用与发展。
一、电子显微镜的基本原理
电子显微镜是一种利用电子束代替光束的显微镜，其基本原理是利用高能电子束与样品的原子间作用相互作用，获得高分辨率、高对比度的影像。电子显微镜通常分为透射电子显微镜和扫描电子显微镜两类。
透射电子显微镜（Transmission electron microscope，TEM）的电子束穿过薄样品，被二极管或磁透镜集中，聚焦并投射到荧光屏或探测器上形成像。透射电子显微镜由于其较高的分辨率能够观察到样品的内部结构，因此在材料科学、生物学等领域广泛应用。
扫描电子显微镜（Scanning electron microscope，SEM）则是通过电子束的照射，获得物理性质以及形貌的显微镜。扫描电子显微镜可以通过不同的探测器形成二次电子像、反射电子像和X射线能谱图。适用于表面形貌观察、分析和测量领域，例如：矿物学、冶金学、生物学、医学、电子元件等。
二、电子显微镜在材料科学中的应用
材料科学是使用电子显微镜最广泛的领域之一。通过透过电子显微镜观察到的材料的微小结构，我们可以更好地理解它们的物理和化学特性。透射电子显微镜在分析材料结构方面的贡献尤为显著。
透射电子显微镜可以观察到小到原子尺度的结构，将样品放到电子束下，利用电子散射和探测设备能够测量与处理电子信号来形成最终的图像。这种技术不仅可以捕获材料表面的形态和结构，还可以观察到材料的晶格结构和原子排列方式，有助于材料的精确分析，同时探测材料中不同原子所占比例，考察材料的纯度。应用于材料科学领域中，电子显微镜可以在方方面面上帮助科学家们理解材料的特性，为材料的进一步设计和应用提供依据。
三、电子显微镜在生物科学中的应用
第七章 透射电子显微镜
1、透射电镜主要由几大系统构成? 各系统之间关系如何?
答：三大系统:电子光学系统,真空系统,供电系统。
其中电子光学系统是其核心。其他系统为辅助系统。
2、 照明系统的作用是什么？它应满足什么要求？
答：照明系统由电子枪、聚光镜和相应的平移对中、倾斜调节装置组成。它的作用是提供一束亮度高、照明孔经角小、平行度好、束流稳定的照明源。它应满足明场和暗场成像需求。
3、成像系统的主要构成及其特点、作用是什么？
答：主要由物镜、物镜光栏、选区光栏、中间镜和投影镜组成.
1） 物镜：强励磁短焦透镜（f=1-3mm）,放大倍数100—300倍。
作用：形成第一幅放大像
2） 物镜光栏：装在物镜背焦面，直径20—120um，无磁金属制成。
作用：a.提高像衬度，b.减小孔经角，从而减小像差。C.进行暗场成像 3） 选区光栏：装在物镜像平面上，直径20-400um，
作用：对样品进行微区衍射分析。
4） 中间镜：弱压短透镜，长焦，放大倍数可调节0—20倍
作用a.控制电镜总放大倍数。B.成像/衍射模式选择。
5） 投影镜：短焦、强磁透镜，进一步放大中间镜的像。投影镜内孔径较小，使电子束
进入投影镜孔径角很小。 小孔径角有两个特点：
a. 景深大，改变中间镜放大倍数，使总倍数变化大，也不影响图象清晰度。
焦深长，放宽对荧光屏和底片平面严格位置要求。
4、 分别说明成像操作与衍射操作时各级透镜（像平面与物平面）之间的相对位置关系，并
画出光路图。
答：如果把中间镜的物平面和物镜的像平面重合，则在荧光屏上得到一幅放大像，这就是电子显微镜中的成像操作，如图（a）所示。如果把中间镜的物平面和物镜的后焦面重合，则在荧光屏上得到一幅电子衍射花样，这就是电子显微镜中的电子衍射操作，如图（b）所示。
5、 透射电镜中有哪些主要光阑，在什么位置？其作用如何？
答：主要有三种光阑：
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习题三
1. “SEM”的中英文全称 扫描式电子显微镜 scanning electron microscopy
2. 扫描电子显微镜的主要构造有哪些?
电子光学系统 扫描系统 信号探测放大系统 图象显示和记录系统 真空系统 电源系统
3. 扫描电子显微镜的主要工作原理是什么？
扫描电镜的工作原理可以简单地归纳为“光栅扫描，逐点成像“。用一束极细的电子束扫描样品，在样品表面激发出次级电子，次级电子的多少与电子束入射角有关，也就是说与样品的表面结构形貌有关，次级电子由探测器收集，并被闪烁器转变为光信号，再经光电倍增管和放大器转变为电信号来控制荧光屏上电子束的强度，显示出与电子束同步的扫描图像。图像为立体形象，反映了样品的表面结构形貌
4. “SEM”中的扫描系统由哪些主要部件构成
扫描系统主要由扫描偏转线圈、扫描信号发生器；扫描放大控制器等部件组成
5. “SEM”中，扫描系统的主要作用是什么？
电子光学系统和扫描系统的作用是用来获得扫描电子束，作为信号的激发源
6. 扫描电子显微镜的放大倍数是如何定义的？
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7. 在“SEM”中，扫描电子束激发样品产生的物理信号主要有哪些？
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8. “SEM”中二次电子像和背散射电子像的主要异同是什么？
用背反射信号进行形貌分析时，其分辨率比二次电子低。
背散射电子来自样品表层几百纳米的深度范围。不仅能用作形貌分析，而且可以用来显示原子序数衬度，定性地用作成分分析。
二次电子是在入射电子束的作用下被轰击出来并离开样品表面的样品原子的核外电子，来自表层5~10nm，能有效显示样品表面形貌，二次电子的产额和原子序数之间没有明显的依赖关系，不能用它来进行成分分析
9. 在“SEM”中，接收样品信息的探测器主要有哪些？
10. 在图-1所示样品表面形貌示意图中，a、b、d、f处的二次电子产率由高到低的排序是什么？
