今天的西方基督教意義上的圣誕節(jié)，就是耶穌誕生的日子，如果說耶穌是神話中的神，那么讓我們認識這個世界的人非羅斯卡莫屬了，因為他發(fā)明了電子顯微鏡，讓我們更加直觀得認識了這個世界。（www.hi1718.com）要說的是：今天是羅斯卡出生的日子，就讓我們來認識一下電子顯微鏡這種儀器吧。

電子顯微鏡是利用電子與物質作用所產(chǎn)生之訊號來監(jiān)定微區(qū)域晶體結構，微細組織，化學成份，化學鍵結和電子分布情況的電子光學裝置。常用的有透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡。與光學顯微鏡相比電子顯微鏡用電子束代替了可見光，用電磁透鏡代替了光學透鏡并使用熒光屏將肉眼不可見電子束成像。

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、熒光屏和探測器等部件，這些部件通常是自上而下地裝配成一個柱體。電子透鏡用來聚焦電子，是電子顯微鏡鏡筒中最重要的部件。一般使用的是磁透鏡，有時也有使用靜電透鏡的。它用一個對稱于鏡筒軸線的空間電場或磁場使電子軌跡向軸線彎曲形成聚焦，其作用與光學顯微鏡中的光學透鏡（凸透鏡）使光束聚焦的作用是一樣的，所以稱為電子透鏡。光學透鏡的焦點是固定的，而電子透鏡的焦點可以被調(diào)節(jié)，因此電子顯微鏡不象光學顯微鏡那樣有可以移動的透鏡系統(tǒng)。

現(xiàn)代電子顯微鏡大多采用電磁透鏡，由很穩(wěn)定的直流勵磁電流通過帶極靴的線圈產(chǎn)生的強磁場使電子聚焦。電子源是一個釋放自由電子的陰極，柵極，一個環(huán)狀加速電子的陽極構成的。陰極和陽極之間的電壓差必須非常高，一般在數(shù)千伏到3百萬伏特之間。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)定度要求不低于萬分之一。樣品可以穩(wěn)定地放在樣品架上。此外往往還有可以用來改變樣品（如移動、轉動、加熱、降溫、拉長等）的裝置。探測器用來收集電子的信號或次級信號。真空裝置用以保障顯微鏡內(nèi)的真空狀態(tài)，這樣電子在其路徑上不會被吸收或偏向，由機械真空泵、擴散泵和真空閥門等構成，并通過抽氣管道與鏡筒相聯(lián)接。電源柜由高壓發(fā)生器、勵磁電流穩(wěn)流器和各種調(diào)節(jié)控制單元組成。

透射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。它的光路與光學顯微鏡相仿，可以直接獲得一個樣本的投影。通過改變物鏡的透鏡系統(tǒng)人們可以直接放大物鏡的焦點的像。由此人們可以獲得電子衍射像。使用這個像可以分析樣本的晶體結構。

在這種電子顯微鏡中，圖像細節(jié)的對比度是由樣品的原子對電子束的散射形成的。由于電子需要穿過樣本，因此樣本必須非常薄。組成樣本的原子的原子量、加速電子的電壓和所希望獲得的分辨率決定樣本的厚度。樣本的厚度可以從數(shù)納米到數(shù)微米不等。原子量越高、電壓越低，樣本就必須越薄。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。如果樣品太厚或過密，則像的對比度就會惡化，甚至會因吸收電子束的能量而被損傷或破壞。

掃描電子顯微鏡掃描電子顯微鏡的電子束不穿過樣品，僅以電子束盡量聚焦在樣本的一小塊地方，然后一行一行地掃描樣本。入射的電子導致樣本表面被激發(fā)出次級電子。

顯微鏡觀察的是這些每個點散射出來的電子，放在樣品旁的閃爍晶體接收這些次級電子，通過放大后調(diào)制顯像管的電子束強度，從而改變顯像管熒光屏上的亮度。圖像為立體形象，反映了標本的表面結構。顯像管的偏轉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)電視機的工作原理相類似。由于這樣的顯微鏡中電子不必透射樣本，因此其電子加速的電壓不必非常高。

缺點：

1.在電子顯微鏡中樣本必須在真空中觀察，因此無法觀察活樣本。隨著技術的進步，環(huán)境掃描電鏡將逐漸實現(xiàn)直接對活樣本的觀察；

2.在處理樣本時可能會產(chǎn)生樣本本來沒有的結構，這加劇了此后分析圖像的難度；

3.由于電子散射能力極強，容易發(fā)生二次衍射等；

4.由于為三維物體的二維平面投影像，有時像不唯一；

5.由于透射電子顯微鏡只能觀察非常薄的樣本，而有可能物質表面的結構與物質內(nèi)部的結構不同；

6.超薄樣品（100納米以下），制樣過程復雜、困難，制樣有損傷；

7.電子束可能通過碰撞和加熱破壞樣本；

8.此外電子顯微鏡購買和維護的價格都比較高。