简述透射电子显微镜、扫描电子显微镜、扫描隧道显微镜和原子力显微镜的工作原理
发布日期:2020-12-11
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试题解析
透射电子显微镜
透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,简称TEM),可以看到在光学显微镜下无法看清的小于0.2um的细微结构,这些结构称为亚显微结构或超微结构。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。1932年Ruska发明了以电子束为光源的透射电子显微镜,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。TEM的分辨力可达0.2nm。
中文名
透射电子显微镜
别名
透射电镜
发明人物
E.Ruska
外文名
Transmission Electron Microscope
简称
TEM
扫描电子显微镜
扫描电子显微镜(SEM)是一种介于透射电子显微镜和光学显微镜之间的一种观察手段。其利用聚焦的很窄的高能电子束来扫描样品,通过光束与物质间的相互作用,来激发各种物理信息,对这些信息收集、放大、再成像以达到对物质微观形貌表征的目的。新式的扫描电子显微镜的分辨率可以达到1nm;放大倍数可以达到30万倍及以上连续可调;并且景深大,视野大,成像立体效果好。此外,扫描电子显微镜和其他分析仪器相结合,可以做到观察微观形貌的同时进行物质微区成分分析。扫描电子显微镜在岩土、石墨、陶瓷及纳米材料等的研究上有广泛应用。因此扫描电子显微镜在科学研究领域具有重大作用。
中文名
扫描电子显微镜
别名
扫描电镜
发明
1965年
外文名
scanning electron microscope(SEM)
简写
SEM
属性
细胞生物学
扫描隧道显微镜
扫描隧道显微镜 (Scanning Tunneling Microscope, 缩写为STM) 是一种扫描探针显微术工具,扫描隧道显微镜可以让科学家观察和定位单个原子,它具有比它的同类原子力显微镜更加高的分辨率。此外,扫描隧道显微镜在低温下(4K)可以利用探针尖端精确操纵原子,因此它在纳米科技既是重要的测量工具又是加工工具。
中文名
扫描隧道显微镜
工作模式
恒电流模式,恒高度模式
外文名
Scanning Tunneling Microscope
缩写
STM
正确答案:
透射电子显微镜:从加热到高温的钨丝发射电子,在高电压作用下以极快的速度射出,聚光镜将电子聚成很细的电子束,射在试样上;电子束透过试样后进入物镜,由物镜、中间镜成像在投影镜的物平面上,这是中间像;然后再由投影镜将中间像放大,投影到荧光屏上,形成最终像扫描
扫描电子显微镜:入射电子与样品之间相互作用激发出二次电子二次电子收集极将向各方向发射的二次电子汇集起来,再经加速极加速射到闪烁体上转变成光信号经过光导管到达光电倍增管,使光倍号再转变成电信号经视频放大器放大后输出送至显像管,调制显像管的亮度在荧光屏上便呈现一幅亮暗程度不同的反映样品表面起伏程度(形貌)的二次电子像
扫描隧道显微镜:在样品与探针之间加上小的探测电压,调节样品与探针间距控制系统,使针尖靠近样品表面,当针尖原子与样品表面原子距离≤10Å时,由于隧道效应,探针和样品表面之间产生电子隧穿,在样品的表面针尖之间有一纳安级电流通过电流强度对探针和样品表面间的距离非常敏感,距离变化1Å,电流就变化一个数量级左右移动探针或样品,使探针在样品上扫描
原子力显微镜:将一个对微弱力极敏感的弹性微悬臂一端固定另一端的针尖与样品表面轻轻接触当针尖尖端原子与样品表面间存在极微弱的作用力(10-8--10-6N)时,微悬臂会发生微小的弹性形变,针尖和样品之间的作用力与距离有强烈的依赖关系(遵循胡克定律)
解析:
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