透射电镜的工作原理

透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope, TEM）是一种使用电子束来成像的显微镜技术，可以用来观察物质内部的精细结构。与光学显微镜不同的是，TEM使用电子而非可见光作为成像媒介，因此能够达到更高的分辨率。以下是TEM的基本工作原理：

1. **电子源**：TEM的核心是一个高质量的电子源，通常使用钨或镧六硼作为发射材料。这个电子源产生一束非常细的电子流。

2. **聚光镜**：产生的电子束通过一个或多个聚光镜（Condenser lenses），这些磁性透镜的作用是将电子束聚焦到一个非常小的点上，以提高分辨率。

3. **样品室**：经过聚焦后的电子束照射到样品上。样品必须非常薄，通常只有几百纳米厚，这样才能让电子穿过。样品通常放置在一个可以倾斜的支架上，以改变其相对于电子束的角度。

4. **物镜**：穿过样品的电子由物镜（Objective lens）进一步聚焦，形成一个放大的图像。物镜是TEM中最关键的透镜，因为它决定了显微镜的分辨率和对比度。

5. **中间镜和投影镜**：物镜形成的图像再通过中间镜（Intermediate lenses）进行放大，并由投影镜（Projector lens）最终投射到荧光屏或相机上进行记录。

6. **图像记录**：早期的TEM使用荧光屏直接观察图像，并可能用照相机拍摄下来。现代TEM则更多地使用CCD（电荷耦合器件）或CMOS传感器来记录图像，并在计算机屏幕上显示出来。

透射电镜的一个重要特点是它能提供亚纳米级的空间分辨率，这对于研究晶体结构、纳米材料以及生物细胞内的超微结构等具有重要意义。然而，由于样品需要非常薄，制备样品的过程可能会比较复杂且容易损坏样品。