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显微镜的分辨率及电子显微镜的景深

   2024-11-22 现代实验室装备网739
    摘要:电子显微镜与光镜相比电镜用电子束代替了可见光,用电磁透镜代替了光学透镜并使用荧光屏将肉眼不可见电子束成像。与光镜相比电镜用电子束代替了可见光,用电磁透镜代替了光学透镜并使用荧光屏将肉眼不可见电子束成像。

    徕卡显微镜由于电子的波动性,当它通过小孔光阑时会发生衍射现象。衍射结果表现为每个物点形成的像是一个圆斑(周围的副光环可忽略不计)。定义这个衍射圆斑的半径为衍射像差。在像方或物方可分别表示为:

    (Ar&ff),=0.611/a(1一22a)

    (1rdff)o=0.61A/ao(1一22b)

    式中各符号的意义同前。可以看出加大光阑孔径角as,可以减小衍射差。但实际工作中还应注意这样会带来的不利影响。

    5景深和焦探(11)

    景深就是在保持像清晰的前提下,可允许物面在轴上的移动距离,或者说可允许物上不同部位处的凹凸差。根据图1-10,理想情况下物点P成像在Q点.如果物面在P点前后P`P"之间移动,则在Q看到的物有一定横向宽度。如果透镜有各种像差。该系统实际存在一个对物的可分辨极限(分辨率8)。显微镜价格只要P`P,,间平面上的物点宽度小于或等于s,则在Q处的成像效果与P点处几何物点造成的像斑是相同的,即其清晰度相同。因此可允许的物在轴上最大距离PP"称景深Do,它由下式定出:

    D0二

    (1一23)

    式中d一电子光学系统对物的分辨率;

    ao一电子束的物方有效孔径角.

    对于100kV的电镜,偏光显微镜如果分辨率为lnm,物镜孔径角为5X10-1rad,则景深Do=200nm.这表示样品厚度或表面凹凸起伏不超过200nm时,能得到均匀清晰的图像.由此可见景深也常常成为对样品厚度的限制因素之一。

    把景深这一特性转换到像方便可得到焦深Df。它就是为了得到清晰度相同的像,可允许的图像显示或记录平面的轴向位移量。参照(1一23)可得:

    Df=B;/a(1一24)

    式中S;一像方的分辨率;a;一电子束的像方有效孔径角。

    奥林巴斯显微镜像方分辨率S;受观察荧光屏的分辨率所限制。通常荧光屏的分辨率为505m。如电镜最高放大倍数M=10`X,电子束孔径角ao=5X10-`rad,则最长焦深(D1),o,==100M。即使在最低放大倍数M=10`X,相应的ao=1X10-`rad时,最低焦深(Df).二50cm。可见电镜的焦深值很大.这就说明了在透射电镜中为什么我们只对荧光屏调焦,而把像记录在其下方的电子感光板或其上方的35mm胶片上时,总能得到清晰的像。

 

 
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