喻坚灵电镜工作原理图

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电子显微镜（Electron microscope，简称EM）是一种使用电子束而不是光束成像的显微镜，能够观察到非常微小的物体，如细胞、细菌、纤维等。EM的工作原理非常复杂，但可以简单地概括为：样品被置于真空环境中，高能电子从加速电压加速后撞击样品，样品中的原子被电离，形成电子云，电子云被记录在探针上，探针将电子云转化为图像。

以下是电镜的工作原理图：

1. 样品：将需要观察的样品置于电镜工作台上，样品可以是薄膜、晶体、纳米颗粒等。

2. 真空环境：将样品置于真空环境中，抽气机将外部空气抽出，使样品处于真空状态。

3. 加速电压：将样品置于加速电压下，加速电子从静电场加速到高能状态。加速电压通常在100 kV到200 kV之间。

4. 电离：当电子撞击样品时，样品的原子被电离。电子与原子核碰撞，将能量传递给原子，使原子中的电子被剥离。

5. 电子云：被电离的原子电子以云的形式散布在样品中，形成电子云。

6. 信号接收：电子云被探测系统接收，并转化为图像。探测系统可以是电场、热成像或透射式探测器。

7. 放大和成像：信号被放大后，电子显微镜将形成一个高分辨率的图像。可以通过计算机将图像放大，或使用光学系统将电子信号转换为光信号，然后在屏幕上显示。

8. 分析：根据观察到的图像，科学家可以对样品进行分析和结构鉴定。

电镜成像的原理基于物理学中的光电效应。当高能电子撞击样品时，样品的原子被电离，电子从原子核中被剥离。这些电子以云的形式散布在样品中，形成电子云。通过探测这些电子云，电子显微镜可以生成高分辨率的图像。

值得注意的是，电子显微镜成像非常依赖于样品的状态。样品必须是真空条件下制备，并且需要使用非常高的加速电压来产生电子。 由于电子束的特性，成像质量也会受到样品厚度和电子束能量的影响。因此，使用电镜进行观察需要细心和经验。

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