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成像原理,給我講講人的眼球成像原理

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1,給我講講人的眼球成像原理

眼睛成像是透鏡成像規(guī)律的重要應(yīng)用。照相機(jī)與眼睛有相似的結(jié)構(gòu),自制照相機(jī),能使學(xué)生對(duì)利用凸透鏡成縮小的實(shí)像有較直觀、深刻的印象。因此,對(duì)眼睛成像的認(rèn)識(shí),可以從自制照相機(jī)開始。通過(guò)生理學(xué)中的眼模型或課件,將生理眼抽象成簡(jiǎn)化眼模型。將自制照相機(jī)與簡(jiǎn)化眼對(duì)比,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到眼睛可以看成是精巧的照相機(jī),眼球中的角膜和晶狀體的共同作用,相當(dāng)于一個(gè)“凸透鏡”,視網(wǎng)膜相當(dāng)于照相機(jī)的底片。從物體發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)人眼的凸透鏡在視網(wǎng)膜上形成倒立、縮小的實(shí)像,分布在視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)細(xì)胞受到光的刺激,把這個(gè)信號(hào)傳輸給大腦,人就可以看到這個(gè)物體了。這就是眼睛成像的基本原理。

給我講講人的眼球成像原理

2,顯微鏡的成像原理

光學(xué)顯微鏡成像原理是凸透鏡成像原理,顯微鏡有兩組鏡頭,物鏡成倒立放大的實(shí)像,目鏡則將物鏡成的像再次成像,只不過(guò)成的是放大的虛像,因此經(jīng)過(guò)兩次成像后,顯微鏡下看到的物像是倒立放大的虛像。
其實(shí)普通的光學(xué)顯微鏡是根據(jù)凸透鏡的成像原理,要經(jīng)過(guò)凸透鏡的兩次成像。第一次先經(jīng)過(guò)物鏡(凸透鏡1)成像,這時(shí)候的物體應(yīng)該在物鏡(凸透鏡1)的一倍焦距和兩倍焦距之間,根據(jù)物理學(xué)的原理,成的應(yīng)該是放大的倒立的實(shí)像。而后以第一次成的物像作為“物體”,經(jīng)過(guò)目鏡的第二次成像。由于我們觀察的時(shí)候是在目鏡的另外一側(cè),根據(jù)光學(xué)原理,第二次成的像應(yīng)該是一個(gè)虛像,這樣像和物才在同一側(cè)。因此第一次成的像應(yīng)該在目鏡(凸透鏡2)的一倍焦距以內(nèi),這樣經(jīng)過(guò)第二次成像,第二次成的像是一個(gè)放大的正立的虛像。如果相對(duì)實(shí)物說(shuō)的話,應(yīng)該是倒立的放大的虛像。

顯微鏡的成像原理

3,平面鏡成像的原理

原理  光的反射解釋  太陽(yáng)或者燈的光照射到人的身上,被反射到鏡面上(這里是漫反射,屬于平面鏡成像)。平面鏡又將光反射到人的眼睛里,因此我們看到了自己在平面鏡中的虛像。(這才是平面鏡對(duì)光的反射)。   照鏡子就是這樣的原理??梢哉f(shuō),只要利用到平面鏡,就一定是反射。   平面鏡中的像是由光的反射光線的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)形成的,所以平面鏡中的像是虛像。虛像與物體等大,距離相等。像和物體的大小相等。所以像和物體對(duì)鏡面來(lái)說(shuō)是對(duì)稱的。   根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn),像和物的大小,總是相等的。無(wú)論物體與平面鏡的距離如何變化,它在平面鏡中所成的像的大小始終不變,與物體的大小總一樣。但由于人在觀察物體時(shí)都有“近大遠(yuǎn)小”的感覺,當(dāng)人走向平面鏡時(shí),視覺確實(shí)覺得像在“變大”,這是由于人眼觀察到的物體的大小,不僅僅與物體的真實(shí)大小關(guān)于,而且還與“視角”密切相關(guān)。從人眼向被觀察物體的兩端各引一條直線,這兩條直線的夾角即為“視角”,如果視角大,人就會(huì)認(rèn)為物體大,視角小,人就會(huì)認(rèn)為物體小。當(dāng)人向平面鏡走近時(shí),像與人的距離小了,人觀察物體的視角也就增大了,因此所看到的像也就感覺變大了,但實(shí)際上像與人的大小始終是相等的,這就是人眼看物體“近大遠(yuǎn)小”的原因。這正如您看到前方遠(yuǎn)處向您走來(lái)一個(gè)人一樣,一開始看到是一個(gè)小黑影,慢慢變得越來(lái)越大,走到您面前時(shí)更大,其實(shí)那一個(gè)小黑影和走到您面前的人是一樣大的,只是因?yàn)橐曈X的關(guān)系,平面鏡成像的像和物關(guān)于鏡面對(duì)稱,因此人逐漸靠近鏡面。像也一定逐漸靠近鏡面,人的感覺是“近大遠(yuǎn)小”,這是一種視覺效果。特點(diǎn)  1.平面鏡成正立等大虛像。   2.像和物的連線垂直于平面鏡。   3.像到平面鏡的距離等于物到平面鏡的距離。   4.像和物與平面鏡對(duì)稱。   5.鏡像不能用光屏承接。   6.像的大小相等,左右相反。   7.平面鏡所成的像是正立、等大的虛像。
平面鏡成像原理就是光的鏡面反射 物體通過(guò)反射光源的光,或光源的光,射向平面鏡后發(fā)射進(jìn)入人的眼睛,人才能看到正力等大的虛像,所以平面鏡成像的原理是光的反射。 平面鏡能改變光的傳播路線,但不能改變光束性質(zhì),即入射光分別是平行光束、會(huì)聚光束、發(fā)散光束等光束時(shí),反射后仍分別是平行光束、會(huì)聚光束、發(fā)散光束。 物體在平面鏡里成的是虛像(平面鏡所成的像沒有實(shí)際光線通過(guò)像點(diǎn),因此稱作虛像);像距與物距大小相等,它們的連線跟鏡面垂直,它們到鏡面的距離相等,上下相同,左右相反。 平面鏡成像,反射角=入射角特點(diǎn): 三線共面, 兩線分居, 夾角相等 入射角是入射光線與法線所夾的角 反射角是反射光線與法線所夾的角 成像特點(diǎn)1.像與物的大小相等 2.成的像是正立的虛像 3.像與物的連線與鏡面垂直 4.像與物到平面鏡距離相等.

平面鏡成像的原理

4,凸透鏡和凹透鏡成像原理見補(bǔ)充說(shuō)明

原理(一) 折射和折射率 光線在均勻的各向同性介質(zhì)中,兩點(diǎn)之間以直線傳播,當(dāng)通過(guò)不同密度介質(zhì)的透明物體時(shí),則發(fā)生折射現(xiàn)象,這是由于光在不同介質(zhì)的傳播速度不同造成的。當(dāng)與透明物面不垂直的光線由空氣射入透明物體(如玻璃)時(shí),光線在其介面改變了方向,并和法線構(gòu)成折射角。(二) 透鏡的性能 透鏡是組成顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的最基本的光學(xué)元件,物鏡目鏡及聚光鏡等部件均由單個(gè)和多個(gè)透鏡組成。依其外形的不同,可分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負(fù)透鏡)兩大類。 當(dāng)一束平行于光軸的光線通過(guò)凸透鏡后相交于一點(diǎn),這個(gè)點(diǎn)稱"焦點(diǎn)",通過(guò)交點(diǎn)并垂直光軸的平面,稱"焦平面"。焦點(diǎn)有兩個(gè),在物方空間的焦點(diǎn),稱"物方焦點(diǎn)",該處的焦平面,稱"物方焦平面";反之,在象方空間的焦點(diǎn),稱"象方焦點(diǎn)",該處的焦平面,稱"象方焦平面"。 光線通過(guò)凹透鏡后,成正立虛像,而凸透鏡則成正立實(shí)像。實(shí)像可在屏幕上顯現(xiàn)出來(lái),而虛像不能。(三) 凸透鏡的五種成象規(guī)律 1. 當(dāng)物體位于透鏡物方二倍焦距以外時(shí),則在象方二倍焦距以內(nèi)、焦點(diǎn)以外形成縮小的倒立實(shí)象; 2. 當(dāng)物體位于透鏡物方二倍焦距上時(shí),則在象方二倍焦距上形成同樣大小的倒立實(shí)象; 3. 當(dāng)物體位于透鏡物方二倍焦距以內(nèi),焦點(diǎn)以外時(shí),則在象方二倍焦距以外形成放大的倒立實(shí)象; 4. 當(dāng)物體位于透鏡物方焦點(diǎn)上時(shí),則象方不能成象; 5. 當(dāng)物體位于透鏡物方焦點(diǎn)以內(nèi)時(shí),則象方也無(wú)象的形成,而在透鏡物方的同側(cè)比物體遠(yuǎn)的位置形成放大的直立虛象。
原理(一) 折射和折射率 光線在均勻的各向同性介質(zhì)中,兩點(diǎn)之間以直線傳播,當(dāng)通過(guò)不同密度介質(zhì)的透明物體時(shí),則發(fā)生折射現(xiàn)象,這是由于光在不同介質(zhì)的傳播速度不同造成的。當(dāng)與透明物面不垂直的光線由空氣射入透明物體(如玻璃)時(shí),光線在其介面改變了方向,并和法線構(gòu)成折射角。(二) 透鏡的性能 透鏡是組成顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的最基本的光學(xué)元件,物鏡目鏡及聚光鏡等部件均由單個(gè)和多個(gè)透鏡組成。依其外形的不同,可分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負(fù)透鏡)兩大類。 當(dāng)一束平行于光軸的光線通過(guò)凸透鏡后相交于一點(diǎn),這個(gè)點(diǎn)稱"焦點(diǎn)",通過(guò)交點(diǎn)并垂直光軸的平面,稱"焦平面"。焦點(diǎn)有兩個(gè),在物方空間的焦點(diǎn),稱"物方焦點(diǎn)",該處的焦平面,稱"物方焦平面";反之,在象方空間的焦點(diǎn),稱"象方焦點(diǎn)",該處的焦平面,稱"象方焦平面"。 光線通過(guò)凹透鏡后,成正立虛像,而凸透鏡則成正立實(shí)像。實(shí)像可在屏幕上顯現(xiàn)出來(lái),而虛像不能。(三) 凸透鏡的五種成象規(guī)律 1. 當(dāng)物體位于透鏡物方二倍焦距以外時(shí),則在象方二倍焦距以內(nèi)、焦點(diǎn)以外形成縮小的倒立實(shí)象; 2. 當(dāng)物體位于透鏡物方二倍焦距上時(shí),則在象方二倍焦距上形成同樣大小的倒立實(shí)象; 3. 當(dāng)物體位于透鏡物方二倍焦距以內(nèi),焦點(diǎn)以外時(shí),則在象方二倍焦距以外形成放大的倒立實(shí)象; 4. 當(dāng)物體位于透鏡物方焦點(diǎn)上時(shí),則象方不能成象; 5. 當(dāng)物體位于透鏡物方焦點(diǎn)以內(nèi)時(shí),則象方也無(wú)象的形成,而在透鏡物方的同側(cè)比物體遠(yuǎn)的位置形成放大的直立虛象。
最基本的原理是幾何光學(xué)三定律: 均勻介質(zhì)中直線傳播(介質(zhì)表面反射定律)----非均勻介質(zhì)光線偏折----偏折的程度與介質(zhì)折射率 n 有關(guān)----由折射定律n1*sini1=n2*sini2 可以得出光在兩種不同折射率的介質(zhì)中角度不一樣,也就是光線發(fā)生偏折(偏離原來(lái)的傳播方向)-----對(duì)于凸(凹)透鏡相當(dāng)于光線發(fā)生兩次偏折,----透鏡表面是近似球面,各種半徑的球面組合導(dǎo)致光線的不同偏折程度(焦距的差異),-----使得光線匯聚成像當(dāng)然透鏡都只能近似成像,透鏡的成像公式也都是在旁軸近似的情況下得到的。球面比較對(duì)稱,容易加工制作,而能嚴(yán)格成像的表面加工起來(lái)很難。最核心的理解就是直線--偏折---偏折大小---放大/縮小補(bǔ)充:折射率n=c/光在介質(zhì)中速度,微觀上解釋我覺得是由于光(電磁波場(chǎng))與物質(zhì)相互影響產(chǎn)生的,因光頻率即波長(zhǎng)不同,影響不一樣,故速度也不一樣。對(duì)放大縮小和實(shí)虛問(wèn)題,只需掌握三條基本光線和幾何知識(shí),很容易就能分析凸凹鏡成像規(guī)律。
你找近視眼和老花眼的人問(wèn)問(wèn)就知道了

5,凸透鏡的成像原理和成像特點(diǎn)是

凸透鏡成像規(guī)律 物體放在焦點(diǎn)之外,在凸透鏡另一側(cè)成倒立的實(shí)像,實(shí)像有縮小、等大、放大三種。物距越小,像距越大,實(shí)像越大。物體放在焦點(diǎn)之內(nèi),在凸透鏡同一側(cè)成正立放大的虛像。物距越小,像距越小,虛像越小。 在光學(xué)中,由實(shí)際光線匯聚成的像,稱為實(shí)像;反之,則稱為虛像。有經(jīng)驗(yàn)的物理老師,在講述實(shí)像和虛像的區(qū)別時(shí),往往會(huì)提到這樣一種區(qū)分方法:“實(shí)像都是倒立的,而虛像都是正立的?!彼^“正立”和“倒立”,當(dāng)然是相對(duì)于原像而言。 平面鏡、凸面鏡和凹透鏡所成的三種虛像,都是正立的;而凹面鏡和凸透鏡所成的實(shí)像,以及小孔成像中所成的實(shí)像,無(wú)一例外都是倒立的。當(dāng)然,凹面鏡和凸透鏡也可以成虛像,而它們所成的兩種虛像,同樣是正立的狀態(tài)。 那么人類的眼睛所成的像,是實(shí)像還是虛像呢?我們知道,人眼的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)凹透鏡,那么外界物體在視網(wǎng)膜上所成的像,一定是實(shí)像。根據(jù)上面的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律,視網(wǎng)膜上的物像似乎應(yīng)該是倒立的??墒俏覀兤匠?匆姷娜魏挝矬w,明明是正立的啊?這個(gè)與“經(jīng)驗(yàn)規(guī)律”發(fā)生沖突的問(wèn)題,實(shí)際上涉及到大腦皮層的調(diào)整作用以及生活經(jīng)驗(yàn)的影響。 當(dāng)物體與凸透鏡的距離大于透鏡的焦距時(shí),物體成倒立的像,當(dāng)物體從較遠(yuǎn)處向透鏡靠近時(shí),像逐漸變大,像到透鏡的距離也逐漸變大;當(dāng)物體與透鏡的距離小于焦距時(shí),物體成放大的像,這個(gè)像不是實(shí)際折射光線的會(huì)聚點(diǎn),而是它們的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn),用光屏接收不到,是虛像??膳c平面鏡所成的虛像對(duì)比(不能用光屏接收到,只能用眼睛看到)。 當(dāng)物體與透鏡的距離大于焦距時(shí),物體成倒立的像,這個(gè)像是蠟燭射向凸透鏡的光經(jīng)過(guò)凸透鏡會(huì)聚而成的,是實(shí)際光線的會(huì)聚點(diǎn),能用光屏承接,是實(shí)像。當(dāng)物體與透鏡的距離小于焦距時(shí),物體成正立的虛像。
在物理上 凹鏡和凸鏡都是利用光的折射的原理成像 光學(xué)顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡(包括一部分天文望遠(yuǎn)鏡)都是利用光的折射和光的直線傳播原理制成的 放大鏡和顯微鏡是用于觀測(cè)放置在觀測(cè)人員近處應(yīng)予放大的物體的凸透鏡。成像原理是光的折射,會(huì)聚在一點(diǎn)上.特點(diǎn)是成倒立,縮小的實(shí)像.這個(gè)時(shí)候的條件是,物距是焦距的一倍.
物在焦點(diǎn)不成像,二倍焦距倒同樣. 大于二焦倒立小,焦外二內(nèi)幻燈放. 物體放在焦點(diǎn)內(nèi),對(duì)側(cè)看見大虛像. 像若能夠呈屏上,一定倒立是實(shí)像. 1.u>f時(shí)成實(shí)像,u<f成虛像,焦點(diǎn)是實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)。 2.U>2f時(shí)成縮小實(shí)像,u<2f時(shí)成放大實(shí)像,二倍焦距點(diǎn)是成放大實(shí)像與縮小虛像的分界點(diǎn)。 3.成實(shí)像時(shí),當(dāng)物距減小,像距變大,像變大;物距增大時(shí),像距變小,像變小。 4.成實(shí)像時(shí),像與物在凸透鏡異側(cè),成虛像時(shí),像與物在凸透鏡同側(cè)。 5.實(shí)像是實(shí)際光線會(huì)聚而成的,可顯示在光屏上,虛像是實(shí)際光線的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn),不顯示在光屏上。 丿ˉZenrˇss
那你的眼睛來(lái)說(shuō)明,你的眼睛里有一塊凸透鏡(它是可以變化的),物體在凸透鏡的一側(cè),物距就是物體向凸透鏡作垂線段的距離,如果物體自己會(huì)發(fā)光,它發(fā)出的光經(jīng)過(guò)凸透鏡后會(huì)成像(如果不會(huì)自己發(fā)光就反射別人照到它身上的光),像就是你看到的東西,你的眼睛里有視網(wǎng)膜,相當(dāng)于一個(gè)屏幕,像就呈在上面,所以,你看到的永遠(yuǎn)是像,而不是實(shí)際物體。像向凸透鏡平面作垂線段的距離就是像距,(其實(shí)我們看現(xiàn)實(shí)中正立的物體,眼里的像是倒立的,但我們感覺是正立的,這是因?yàn)榈沽⒌南窠?jīng)過(guò)了大腦的處理,實(shí)際倒立的物體成的像是正立的,感覺是倒立的),物距和像距有一個(gè)比例?,F(xiàn)在就再講另一個(gè)事實(shí),眼睛看到的永遠(yuǎn)是實(shí)像,虛像是看不到的。凸透鏡都有兩個(gè)焦點(diǎn),就在凸透鏡的兩側(cè),焦點(diǎn)到凸透鏡中心的距離就焦距(其實(shí)也是垂線段),如果物體在焦距外,就是物距大于焦距,形成的像就在與物體相對(duì)的凸透鏡的另一側(cè),而且形成的像是實(shí)像,也是倒立的,如果物體在焦距內(nèi),就是物距小于焦距,形成的像就會(huì)更物體處于同一側(cè),而且像是虛像,也是正立的,就是實(shí)際上沒有那樣的的像,只是人感覺有。人只能看到其中的實(shí)像,一般我們看物體,物體都在我們眼睛的焦距外面,你如果把小物體不斷靠近你的眼睛,很近的時(shí)候你就會(huì)看不到,就是因?yàn)橐呀?jīng)在焦距內(nèi)了,而很遠(yuǎn)的地方的物體看不清楚是因?yàn)槲覀冄劬Φ姆直婺芰Σ粔?,并不是沒有形成實(shí)像。不知道你聽懂的嗎?
光的折射 近大遠(yuǎn)小吧。你仔細(xì)查下,科學(xué)馬虎不得,哈哈

6,電子顯微鏡成像原理

一、透射電子顯微鏡的成像原理可分為三種情況:1、吸收像:當(dāng)電子射到質(zhì)量、密度大的樣品時(shí),主要的成相作用是散射作用。樣品上質(zhì)量厚度大的地方對(duì)電子的散射角大,通過(guò)的電子較少,像的亮度較暗。早期的透射電子顯微鏡都是基于這種原理。2、衍射像:電子束被樣品衍射后,樣品不同位置的衍射波振幅分布對(duì)應(yīng)于樣品中晶體各部分不同的衍射能力,當(dāng)出現(xiàn)晶體缺陷時(shí),缺陷部分的衍射能力與完整區(qū)域不同,從而使衍射波的振幅分布不均勻,反映出晶體缺陷的分布。3、相位像:當(dāng)樣品薄至100?以下時(shí),電子可以穿過(guò)樣品,波的振幅變化可以忽略,成像來(lái)自于相位的變化。二、掃描電子顯微鏡成像原理掃描電子顯微鏡通過(guò)用聚焦電子束掃描樣品的表面來(lái)產(chǎn)生樣品表面的圖像。電子與樣品中的原子相互作用,產(chǎn)生包含關(guān)于樣品的表面測(cè)繪學(xué)形貌和組成的信息的各種信號(hào)。電子束通常以光柵掃描圖案掃描,并且光束的位置與檢測(cè)到的信號(hào)組合以產(chǎn)生圖像。掃描電子顯微鏡可以實(shí)現(xiàn)分辨率優(yōu)于1納米。樣品可以在高真空,低真空,濕條件(用環(huán)境掃描電子顯微鏡)以及寬范圍的低溫或高溫下觀察到。最常見的掃描電子顯微鏡模式是檢測(cè)由電子束激發(fā)的原子發(fā)射的二次電子??梢詸z測(cè)的二次電子的數(shù)量,取決于樣品測(cè)繪學(xué)形貌,以及取決于其他因素。通過(guò)掃描樣品并使用特殊檢測(cè)器收集被發(fā)射的二次電子,創(chuàng)建了顯示表面的形貌的圖像。它還可能產(chǎn)生樣品表面的高分辨率圖像,且圖像呈三維,鑒定樣品的表面結(jié)構(gòu)。擴(kuò)展資料:在使用透視電子顯微鏡觀察生物樣品前樣品必須被預(yù)先處理。隨不同研究要求的需要科學(xué)家使用不同的處理方法。1、固定:為了盡量保存樣本的原樣使用戊二醛來(lái)硬化樣本和使用鋨酸來(lái)染色脂肪。2、冷固定:將樣本放在液態(tài)的乙烷中速凍,這樣水不會(huì)結(jié)晶,而形成非晶體的冰。這樣保存的樣品損壞比較小,但圖像的對(duì)比度非常低。3、脫干:使用乙醇和丙酮來(lái)取代水。4、墊入:樣本被墊入后可以分割。5、分割:將樣本使用金剛石刃切成薄片。6、染色:重的原子如鉛或鈾比輕的原子散射電子的能力高,因此可被用來(lái)提高對(duì)比度。
電子顯微鏡(TEM)與投射式光學(xué)顯微鏡的原理很相近,它們的光源、透鏡雖不相同,但照放大和成像的方式卻完全一致。透射電鏡,通常采用熱陰極電子槍來(lái)獲得電子束作為照明源。熱陰極發(fā)射的電子,在陽(yáng)極加速電壓的作用下,高速地穿過(guò)陽(yáng)極孔,然后被聚光鏡會(huì)聚成具有一定直徑的束斑照到樣品上。這種具有一定能量的電子束與樣品發(fā)生作用。產(chǎn)生反映樣品微區(qū)的厚度、平均原子序數(shù)、晶體結(jié)構(gòu)或位向差別的多種信息。透過(guò)樣品的電子束強(qiáng)度,其取決于這些信息,經(jīng)過(guò)物鏡聚焦放大在其平面上形成一幅反映這些信息的透射電子像,經(jīng)過(guò)中間鏡和投影鏡進(jìn)一步放大。在熒光屏上得到三級(jí)放大的最終電子圖像,還可將其記錄在電子感光板或膠卷上。拓展資料:電子顯微鏡,簡(jiǎn)稱電鏡,英文名Electron Microscope(簡(jiǎn)稱EM),經(jīng)過(guò)五十多年的發(fā)展已成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中不可缺少的重要工具。電子顯微鏡由鏡筒、真空裝置和電源柜三部分組成。電子顯微鏡技術(shù)的應(yīng)用是建立在光學(xué)顯微鏡的基礎(chǔ)之上的,光學(xué)顯微鏡的分辨率為0.2μm,透射電子顯微鏡的分辨率為0.2nm,也就是說(shuō)透射電子顯微鏡在光學(xué)顯微鏡的基礎(chǔ)上放大了1000倍。參考鏈接:電子顯微鏡_百度百科
電子顯微鏡的結(jié)構(gòu):電子顯微鏡由鏡筒、真空裝置和電源柜三部分組成。鏡筒主要有電子源、電子透鏡、樣品架、熒光屏和探測(cè)器等部件,這些部件通常是自上而下地裝配成一個(gè)柱體。電子透鏡用來(lái)聚焦電子,是電子顯微鏡鏡筒中最重要的部件。一般使用的是磁透鏡,有時(shí)也有使用靜電透鏡的。它用一個(gè)對(duì)稱于鏡筒軸線的空間電場(chǎng)或磁場(chǎng)使電子軌跡向軸線彎曲形成聚焦,其作用與光學(xué)顯微鏡中的光學(xué)透鏡(凸透鏡)使光束聚焦的作用是一樣的,所以稱為電子透鏡。光學(xué)透鏡的焦點(diǎn)是固定的,而電子透鏡的焦點(diǎn)可以被調(diào)節(jié),因此電子顯微鏡不象光學(xué)顯微鏡那樣有可以移動(dòng)的透鏡系統(tǒng)?,F(xiàn)代電子顯微鏡大多采用電磁透鏡,由很穩(wěn)定的直流勵(lì)磁電流通過(guò)帶極靴的線圈產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)使電子聚焦。電子源是一個(gè)釋放自由電子的陰極,柵極,一個(gè)環(huán)狀加速電子的陽(yáng)極構(gòu)成的。陰極和陽(yáng)極之間的電壓差必須非常高,一般在數(shù)千伏到3百萬(wàn)伏特之間。它能發(fā)射并形成速度均勻的電子束,所以加速電壓的穩(wěn)定度要求不低于萬(wàn)分之一。電子顯微鏡按結(jié)構(gòu)和用途可分為透射式電子顯微鏡、掃描式電子顯微鏡、反射式電子顯微鏡和發(fā)射式電子顯微鏡等。透射式電子顯微鏡結(jié)構(gòu)圖:掃描式電子顯微鏡結(jié)構(gòu)圖:透射式電子顯微鏡常用于觀察那些用普通顯微鏡所不能分辨的細(xì)微物質(zhì)結(jié)構(gòu);掃描式電子顯微鏡主要用于觀察固體表面的形貌,也能與X射線衍射儀或電子能譜儀相結(jié)合,構(gòu)成電子微探針,用于物質(zhì)成分分析;發(fā)射式電子顯微鏡用于自發(fā)射電子表面的研究。
電子顯微鏡是根據(jù)電子光學(xué)原理,用電子束和電子透鏡代替光束和光學(xué)透鏡,使物質(zhì)的細(xì)微結(jié)構(gòu)在非常高的放大倍數(shù)下成像的儀器。 電子顯微鏡的分辨能力以它所能分辨的相鄰兩點(diǎn)的最小間距來(lái)表示。20世紀(jì)70年代,透射式電子顯微鏡的分辨率約為0.3納米(人眼的分辨本領(lǐng)約為0.1毫米)?,F(xiàn)在電子顯微鏡最大放大倍率超過(guò)300萬(wàn)倍,而光學(xué)顯微鏡的最大放大倍率約為2000倍,所以通過(guò)電子顯微鏡就能直接觀察到某些重金屬的原子和晶體中排列整齊的原子點(diǎn)陣。 1931年,德國(guó)的克諾爾和魯斯卡,用冷陰極放電電子源和三個(gè)電子透鏡改裝了一臺(tái)高壓示波器,并獲得了放大十幾倍的圖象,證實(shí)了電子顯微鏡放大成像的可能性。1932年,經(jīng)過(guò)魯斯卡的改進(jìn),電子顯微鏡的分辨能力達(dá)到了50納米,約為當(dāng)時(shí)光學(xué)顯微鏡分辨本領(lǐng)的十倍,于是電子顯微鏡開始受到人們的重視。 到了二十世紀(jì)40年代,美國(guó)的希爾用消像散器補(bǔ)償電子透鏡的旋轉(zhuǎn)不對(duì)稱性,使電子顯微鏡的分辨本領(lǐng)有了新的突破,逐步達(dá)到了現(xiàn)代水平。在中國(guó),1958年研制成功透射式電子顯微鏡,其分辨本領(lǐng)為3納米,1979年又制成分辨本領(lǐng)為0.3納米的大型電子顯微鏡。 電子顯微鏡的分辨本領(lǐng)雖已遠(yuǎn)勝于光學(xué)顯微鏡,但電子顯微鏡因需在真空條件下工作,所以很難觀察活的生物,而且電子束的照射也會(huì)使生物樣品受到輻照損傷。其他的問(wèn)題,如電子槍亮度和電子透鏡質(zhì)量的提高等問(wèn)題也有待繼續(xù)研究。 分辨能力是電子顯微鏡的重要指標(biāo),它與透過(guò)樣品的電子束入射錐角和波長(zhǎng)有關(guān)??梢姽獾牟ㄩL(zhǎng)約為300~700納米,而電子束的波長(zhǎng)與加速電壓有關(guān)。當(dāng)加速電壓為50~100千伏時(shí),電子束波長(zhǎng)約為0.0053~0.0037納米。由于電子束的波長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于可見光的波長(zhǎng),所以即使電子束的錐角僅為光學(xué)顯微鏡的1%,電子顯微鏡的分辨本領(lǐng)仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于光學(xué)顯微鏡。 電子顯微鏡由鏡筒、真空系統(tǒng)和電源柜三部分組成。鏡筒主要有電子槍、電子透鏡、樣品架、熒光屏和照相機(jī)構(gòu)等部件,這些部件通常是自上而下地裝配成一個(gè)柱體;真空系統(tǒng)由機(jī)械真空泵、擴(kuò)散泵和真空閥門等構(gòu)成,并通過(guò)抽氣管道與鏡筒相聯(lián)接;電源柜由高壓發(fā)生器、勵(lì)磁電流穩(wěn)流器和各種調(diào)節(jié)控制單元組成。 電子透鏡是電子顯微鏡鏡筒中最重要的部件,它用一個(gè)對(duì)稱于鏡筒軸線的空間電場(chǎng)或磁場(chǎng)使電子軌跡向軸線彎曲形成聚焦,其作用與玻璃凸透鏡使光束聚焦的作用相似,所以稱為電子透鏡?,F(xiàn)代電子顯微鏡大多采用電磁透鏡,由很穩(wěn)定的直流勵(lì)磁電流通過(guò)帶極靴的線圈產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)使電子聚焦。 電子槍是由鎢絲熱陰極、柵極和陰極構(gòu)成的部件。它能發(fā)射并形成速度均勻的電子束,所以加速電壓的穩(wěn)定度要求不低于萬(wàn)分之一。 電子顯微鏡按結(jié)構(gòu)和用途可分為透射式電子顯微鏡、掃描式電子顯微鏡、反射式電子顯微鏡和發(fā)射式電子顯微鏡等。透射式電子顯微鏡常用于觀察那些用普通顯微鏡所不能分辨的細(xì)微物質(zhì)結(jié)構(gòu);掃描式電子顯微鏡主要用于觀察固體表面的形貌,也能與 X射線衍射儀或電子能譜儀相結(jié)合,構(gòu)成電子微探針,用于物質(zhì)成分分析;發(fā)射式電子顯微鏡用于自發(fā)射電子表面的研究。 投射式電子顯微鏡因電子束穿透樣品后,再用電子透鏡成像放大而得名。它的光路與光學(xué)顯微鏡相仿。在這種電子顯微鏡中,圖像細(xì)節(jié)的對(duì)比度是由樣品的原子對(duì)電子束的散射形成的。樣品較薄或密度較低的部分,電子束散射較少,這樣就有較多的電子通過(guò)物鏡光欄,參與成像,在圖像中顯得較亮。反之,樣品中較厚或較密的部分,在圖像中則顯得較暗。如果樣品太厚或過(guò)密,則像的對(duì)比度就會(huì)惡化,甚至?xí)蛭针娮邮哪芰慷粨p傷或破壞。 透射式電子顯微鏡鏡筒的頂部是電子槍,電子由鎢絲熱陰極發(fā)射出、通過(guò)第一,第二兩個(gè)聚光鏡使電子束聚焦。電子束通過(guò)樣品后由物鏡成像于中間鏡上,再通過(guò)中間鏡和投影鏡逐級(jí)放大,成像于熒光屏或照相干版上。 中間鏡主要通過(guò)對(duì)勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié),放大倍數(shù)可從幾十倍連續(xù)地變化到幾十萬(wàn)倍;改變中間鏡的焦距,即可在同一樣品的微小部位上得到電子顯微像和電子衍射圖像。為了能研究較厚的金屬切片樣品,法國(guó)杜洛斯電子光學(xué)實(shí)驗(yàn)室研制出加速電壓為3500千伏的超高壓電子顯微鏡。掃描式電子顯微鏡結(jié)構(gòu)示意圖 掃描式電子顯微鏡的電子束不穿過(guò)樣品,僅在樣品表面掃描激發(fā)出次級(jí)電子。放在樣品旁的閃爍晶體接收這些次級(jí)電子,通過(guò)放大后調(diào)制顯像管的電子束強(qiáng)度,從而改變顯像管熒光屏上的亮度。顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈與樣品表面上的電子束保持同步掃描,這樣顯像管的熒光屏就顯示出樣品表面的形貌圖像,這與工業(yè)電視機(jī)的工作原理相類似。 掃描式電子顯微鏡的分辨率主要決定于樣品表面上電子束的直徑。放大倍數(shù)是顯像管上掃描幅度與樣品上掃描幅度之比,可從幾十倍連續(xù)地變化到幾十萬(wàn)倍。掃描式電子顯微鏡不需要很薄的樣品;圖像有很強(qiáng)的立體感;能利用電子束與物質(zhì)相互作用而產(chǎn)生的次級(jí)電子、吸收電子和 X射線等信息分析物質(zhì)成分。 掃描式電子顯微鏡的電子槍和聚光鏡與透射式電子顯微鏡的大致相同,但是為了使電子束更細(xì),在聚光鏡下又增加了物鏡和消像散器,在物鏡內(nèi)部還裝有兩組互相垂直的掃描線圈。物鏡下面的樣品室內(nèi)裝有可以移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和傾斜的樣品臺(tái)。
電子顯微鏡(TEM)與投射式光學(xué)顯微鏡的原理很相近,它們的光源、透鏡雖不相同,但照放大和成像的方式卻完全一致。透射電鏡,通常采用熱陰極電子槍來(lái)獲得電子束作為照明源。熱陰極發(fā)射的電子,在陽(yáng)極加速電壓的作用下,高速地穿過(guò)陽(yáng)極孔,然后被聚光鏡會(huì)聚成具有一定直徑的束斑照到樣品上。這種具有一定能量的電子束與樣品發(fā)生作用。產(chǎn)生反映樣品微區(qū)的厚度、平均原子序數(shù)、晶體結(jié)構(gòu)或位向差別的多種信息。透過(guò)樣品的電子束強(qiáng)度,其取決于這些信息,經(jīng)過(guò)物鏡聚焦放大在其平面上形成一幅反映這些信息的透射電子像,經(jīng)過(guò)中間鏡和投影鏡進(jìn)一步放大。在熒光屏上得到三級(jí)放大的最終電子圖像,還可將其記錄在電子感光板或膠卷上。擴(kuò)展資料:電子顯微鏡電子顯微鏡,簡(jiǎn)稱電鏡,英文名Electron Microscope(簡(jiǎn)稱EM),經(jīng)過(guò)五十多年的發(fā)展已成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中不可缺少的重要工具。電子顯微鏡由鏡筒、真空裝置和電源柜三部分組成。電子顯微鏡技術(shù)的應(yīng)用是建立在光學(xué)顯微鏡的基礎(chǔ)之上的,光學(xué)顯微鏡的分辨率為0.2μm,透射電子顯微鏡的分辨率為0.2nm。電子顯微鏡由鏡筒、真空裝置和電源柜三部分組成。鏡筒主要有電子源、電子透鏡、樣品架、熒光屏和探測(cè)器等部件,這些部件通常是自上而下地裝配成一個(gè)柱體。電子透鏡用來(lái)聚焦電子,是電子顯微鏡鏡筒中最重要的部件。一般使用的是磁透鏡,有時(shí)也有使用靜電透鏡的。它用一個(gè)對(duì)稱于鏡筒軸線的空間電場(chǎng)或磁場(chǎng)使電子軌跡向軸線彎曲形成聚焦,其作用與光學(xué)顯微鏡中的光學(xué)透鏡(凸透鏡)使光束聚焦的作用是一樣的,所以稱為電子透鏡。光學(xué)透鏡的焦點(diǎn)是固定的,而電子透鏡的焦點(diǎn)可以被調(diào)節(jié),因此電子顯微鏡不像光學(xué)顯微鏡那樣有可以移動(dòng)的透鏡系統(tǒng)。現(xiàn)代電子顯微鏡大多采用電磁透鏡,由很穩(wěn)定的直流勵(lì)磁電流通過(guò)帶極靴的線圈產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)使電子聚焦。電子源是一個(gè)釋放自由電子的陰極,柵極,一個(gè)環(huán)狀加速電子的陽(yáng)極構(gòu)成的。陰極和陽(yáng)極之間的電壓差必須非常高,一般在數(shù)千伏到3百萬(wàn)伏特之間。它能發(fā)射并形成速度均勻的電子束,所以加速電壓的穩(wěn)定度要求不低于萬(wàn)分之一。參考資料:搜狗百科電子顯微鏡
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