显微镜图解结构(解读显微镜图:探索微观世界的奥秘)

作者: jk2023-06-01 11:34:45
解读显微镜图:探索微观世界的奥秘

显微镜是人类探索微观世界的重要工具之一。通过放大和聚焦微小的物质,我们可以看到微生物、细胞和分子等元素级别的结构。

光学显微镜的结构和工作原理

光学显微镜是最普及且最简单的显微镜之一。通过反射和折射光线,显微镜可以放大镜头之前的样本。

一个典型的光学显微镜包括以下部件:

  • 物镜: 放置在样本之上的镜片,通常有不同的放大倍数,可进行透镜更换
  • 载物台:样本被放置于此,通常是平面或者圆形的玻璃片
  • 光源: 用于照亮样本的光源,通常是一只小灯
  • 凸透镜: 放置在样本和目镜之间的透镜,可以进一步放大样本,同时可调焦距
  • 目镜: 放置在显微镜顶部的透镜,可以放大物体,同时形成人眼可以观察到的图像

光学显微镜的工作原理是光学放大。物体尺寸小于光线长波长度时,光线穿过样本不会受到断层的干扰,物体通过物镜放大后的图像会被凸透镜进一步放大并折射到目镜中,最终形成我们看到的物体放大的图像。

扫描电子显微镜的结构和工作原理

和光学显微镜不同,扫描电子显微镜(SEM)使用电子束替代光线,克服了光学显微镜的一些局限性。SEM通过扫描物体表面并测量散射的电子来绘制图像,可以以非常高的分辨率显示样品表面的外貌。

一个典型的SEM包括以下部件:

  • 电子枪: 产生高速电子束的媒介
  • 电子透镜: 控制电子的聚焦和定位,使束流稳定、中心对准目标扫描
  • 检测器: 用于检测样品表面反射电子的接收器
  • 计算机: 用于处理并生成显微镜图像的计算机处理系统

扫描电子显微镜的工作原理涉及高能电子束和样本表面原子发生共振反应,发射出部分电子。探测器捕获反射回来的电子,并通过计算机生成图像。因为它们具有更高的能量和更小的波长,电子束比光线可以更容易地穿过样本,同时可以提供非常高的放大率和分辨率。

透射电子显微镜的结构和工作原理

透射电子显微镜是一种非常高分辨率的显微镜,比扫描电子显微镜更能够了解物质的细节。它可以用于观察毒素、病原体、蛋白质和其他生物大分子等高分子量物质。

透射电子显微镜主要由以下组件构成:

  • 电子枪: 产生高速电子束的媒介
  • 二极管透镜: 控制电子束的传输和聚焦,保持束流的稳定性;透射电子显微镜中的电子透镜比扫描电子显微镜的透镜尺寸要大得多
  • 镜盒:包括支撑头、目镜支承、电视微替换架等多个零件,支撑样品和其他配件的安装,并帮助实现显微镜的精密定位、调节;
  • 检测器: 用于检测样品上电子束的穿过并记录传感信号
  • 计算机: 用于处理和生成显微镜图像的计算机系统

透射电子显微镜的工作原理是通过电磁透镜定向和聚焦电子束,穿过超薄的样品,产生能够透射透明物质的电子,被透镜沿着投影平面即黑白电视荧光芯片扫描,产生透射电镜像,同时由计算机捕获和处理图像。

虽然透射电子显微镜相对于其他类型的显微镜更加复杂,但它提供了关于物质结构的更细致,更深度的洞察力。

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