電子顯微鏡之所以能夠將物體放大幾十萬倍,主要是由於以下幾個關鍵原理和技術:
電子束取代光線:與光學顯微鏡不同,電子顯微鏡使用電子束而不是光線來照射物體。由於電子具有較短的波長,能夠更好地穿透物體並提供更高的解析度。
磁透鏡系統:電子顯微鏡使用磁透鏡系統來控制電子束的聚焦和定位。磁透鏡透過利用電磁場來操縱電子束,使其集中在一個細小的點上。這種聚焦能力使得電子顯微鏡能夠觀察微小的細節。
電子探測器:電子顯微鏡配備了高靈敏度的電子探測器,用於檢測和記錄經過樣品的電子束的相互作用。根據電子束與樣品的相互作用,可以獲得有關樣品形狀、結構和組成的資訊。
反射和散射電子顯微鏡:電子顯微鏡可分為反射電子顯微鏡(REM)和散射電子顯微鏡(SEM)。REM利用從樣品反射的電子來觀察樣品表面的形貌,而SEM則利用從樣品散射的電子來獲得有關樣品的資訊。
數字影象處理和放大:電子顯微鏡透過數字影象處理技術,將從電子探測器獲取的訊號轉換為視覺化的影象。這些影象可以透過計算機軟體進行進一步處理和放大,以提供更清晰和詳細的影象。
綜上所述,電子顯微鏡之所以能夠將物體放大幾十萬倍,是由於使用電子束代替光線、磁透鏡系統的聚焦能力、高靈敏度的電子探測器、反射和散射電子顯微鏡的原理,以及數字影象處理和放大技術的應用。這些技術和原理的結合使得電子顯微鏡能夠在奈米尺度下觀察和研究物體的微觀結構和特徵。