透射显微镜的工作原理

透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种利用电子束而不是光进行成像的显微镜。它能够提供比光学显微镜更高的分辨率，可以观察到微米到纳米尺度下的细节。

TEM的工作原理主要由以下几个方面组成：

1. 电子源： TEM通常使用一个热阴极，通过施加高电压来加热阴极以产生热电子，然后通过一系列的聚束装置将电子束聚焦到非常小的尺寸。

2. 聚焦系统：包括电子透镜和构成透镜的磁场设备。磁场可以通过调整透镜上电流的强弱来对电子束进行聚焦，从而获取所需的放大倍数和空间分辨率。

3. 电子透过样本： TEM的关键部分是样本。为了使电子透过样本，通常需要将样本制备成薄片，通常在几十到几百纳米的厚度范围内。样本通过一个透过式的防护屏并被放置在一个叫作透镜架（透射电子显微镜的一部分）里。而透射率取决于样本的厚度、密度和元素组成。

4. 探测系统：包括能够测量电子被样本散射或透射的各个方向上的电子器件。

5. 影像形成：当电子束通过样本时，其中一部分被样本散射，而另一部分透过样本。透射的电子将在一个像平面上形成一个衍射图样，通过使用成像系统（像差补偿系统）将图样聚焦成所需的图像。

综上所述，透射电子显微镜的工作原理主要是通过聚焦电子束、使其透过制备成薄片的样本，并通过散射和透射来形成图像。通过调整聚焦和成像系统，可以获得所需的放大倍数和分辨率，从而观察到巨观和纳米级别的细节。