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扫描电子显微镜

Scanning Electron Microscope

 
 
 
 
 

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什么是电子显微镜,怎么来的?  

2015-01-21 08:41:38|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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作者:驰奔仪器

什么是电子显微镜,怎么来的? - 酷塞目-驰奔 - -扫描电子显微镜视界- 

    电子显微镜(Electron Microscope)是采用电子束为光源,照射固体材料,以电子束散射的电子为信号,对材料内部结构或表面形貌进行成像。电子显微镜中对电子“光线”进行折射的物质为电场或磁场;电场或磁场按照几何光学成像原理经过专门设计,被称为静电透镜和磁透镜。电子束和样品在发生散射时,产生许多其他信号,有些信号已经被成功应用,如特征X射线,背散射电子衍射,阴极荧光等,对应的探测分析系统,成为电子显微镜的扩展分析附件,对材料分析意义重大。电子显微镜在材料科学技术发展中,是不可或缺的强有力工具。

    谁想到使用电子束作为光源显微成像呢?
    这要从光的本质说起。光狭义的说是可见光,19世纪以来,光学进入波动光学范畴,麦克斯韦将可见光统一到电磁辐射波中,理论上一切电磁波皆可成像,然后瑞利提出著名的光学成像分辨率极限判据;进入20世纪,普朗克通过研究黑体辐射提出量子概念;爱因斯坦使用量子概念,提出光量子假说,奠定量子光学基础;后来德布罗意对普朗克和爱因斯坦的理论发生兴趣,提出物质波概念,将一切运动的物体统一到电磁波中来,并给出波长公式,计算了电子波长;这时很多聪明的大脑应该已经意识到,电子束作为显微成像光源的意义,德国科学家Busch和他的伙伴通过实验,发现旋转对称电磁场对电子束的聚焦成像和光学透镜具有相似性,算是发明了电磁透镜,1930年创立几何电子光学理论,奠定几何电子光学发展基础。
    谁发明的电子显微镜?
    德布罗意给出的电子波长,远远小于可见光,结合瑞利判据给出的几何光学成像分辨率极限,用电子束作为光源,旋转对称电磁场为透镜,理论分辨率远远高于光学显微镜,作为创世纪的显微镜大有搞头。BUSCH和他的伙伴发表了电子光学论文后,柏林工业大学Max Knoll和他的学生Ernst Ruska马上动手于1931~33年研制世界首台透射式电子显微镜。1935年Knoll提出扫描电镜概念。Ernst Ruska作为活着的电子显微镜发明人,1986年获得诺贝尔奖。
  


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