电子显微镜的原理和作用

电子显微镜的原理和作用

随着科技时代的快速发展，人类探索的步伐从来没有停止，我们已经不再局限观察宏观的大结构，我们还希望了解更多肉眼看不到的世界，而电子显微镜的发明，就是为了更好了解细小世界的存在。

    电子显微镜和光学显微镜在基本原理上是一样的，都是依靠媒介（光子或者电子）和样品的相互作用（散射，反射等），然后用探测器（眼睛，相片等）接受信号，然后成像。原则上各种光学显微方法都可以有对应的电子显微方法，但是因为探测器限制等各种原因，电子显微镜的成像还是依靠扫描，与之对应的光学显微镜是共聚焦激光扫描显微镜。

    两者的具体实现，技术细节以及功能性上的差别主要来源于媒介，也就是电子和光子的区别。

光学透镜是利用折射率差别和形状来偏转和聚焦光束，电子透镜是利用电磁场来偏转和聚焦电子束。

显微能力受到瑞利判据的限制，分辨率近似为媒介的波长，可见光波长在400nm到800nm，电子作为物质波波长非常短，可以实现很高的空间分辨率。

    光学显微镜通过对照明光反射率的差别实现衬度和成像；电子显微镜通过材料形貌差别导致其对电子的散射、再发射程度的差别形成衬度和成像。

类似各种光谱学方法，电子显微镜也可以在材料中形成各种激发，来研究材料组分等信息。对于扫描电子显微镜，可以选择不同能量的信号电子进行探测，从而可以从不同角度研究材料的形貌和成分信息。