自从十六世纪发明了光学显微镜以后，光学显微镜即成为医学、生物学和其它学科不可缺少的研究工具。在生物学界，借助显微镜这个有力的武器，看到了多种微生物和构成生物的基本单元——细胞，这对自然的认识是一个重大飞跃。恩格斯曾把细胞的发现称作十九世纪自然科学的三大发现之一。 人类的认识是逐步深化的，随着科学技术的不断发展，人们观察微小物体的要求愈来愈高，对显微镜作了多方面改进，到1890年，光学显微镜的分辨本领——能够分辨清楚物体上两点之间的最小距离，已经达到了极限。德国理论光学家阿贝导出了计算显微镜分辨本领的公式： Z＝0.61λ/n•sinα 式中的Z为分辨本领，λ为照明光源的波长，n为物体所在介质的折射系数，α为入射光束与透镜光轴之间的夹角，n•sinα叫做物镜的孔径数，高级显微镜的孔径数的最大值可达15左右，而普通光线绿光的波长λ＝5.46×10-5cm，则其分辨本领 Z= 061×546×10-5 15 ≈02μm这就是说，必须使用短于普通光线波长的波作照明光源，才能提高显微镜的分辨本领。 二十世纪二十年代，DeBroglie发现电子束也具有波动性质。电子束的波长与电压的平方根成反比，即： λ＝ 155 U nm(未考虑相对论修正) 式中λ为波长(nm)，U为加速电压(V)。 由上式可见，当加速电压为100V时，电子束波长为0123nm；加速电压为10kV，波长为123×10-2nm；加速电压为100kV，波长为388×10-3nm。这与可见光的波长相比，相差几万至几十万倍。 1926年，德国物理学家Busch详尽地研究了电子光学，指出：“具有轴对称性的磁场对电子束说来起着透镜的作用”，从而奠定了利用磁场作为电子透镜的理论基础。 1932年，Knoll及Ruska经过多方探索，第一次成功地得到了电子放大的像。同年，Br che用静电透镜研制成功了电子显微镜，简称电镜。 当电子显微镜真正用于观察微观世界之后，人们的视力大大地扩大了。现在，大型电镜的晶格像分辨本领已达01nm或更小，可把物体放大几十万倍。如果再加上光学放大，可获得几百万倍的照片。由于制作技术的不断改进，已经可以看到细胞器的结构、病毒的亚单位以及组成病毒亚单位的大分子结构。并已用电子显微镜观察到了铀和钍的单个原子。 如上述，由于电子显微镜的放大倍数很高，光学显微镜上使用的长度单位“微米(μm)”，对它来讲是太大了，因此使用纳米(nm)为长度单位。 由于应用目的和设计上的不同，各国或各厂生产的电子显微镜类型很多，大致分为小型、中型和大型三类。 表12-1 电子显微镜的类型和特点 类型 放大倍率(万倍) 分辨本领(nm) 加速电压(kV) 其 它[BHDG*8] 大型 20～100 0144～034 100～200 大型电镜的自动化程度 中型 5～20 034～10 60～100 高，稳定度、真空度等都 小型 小于5 10以上 小于60 比中小型电镜要求高 我国1958年试制成功了第一台10万倍电子显微镜，经过多年的研究，现在试制出厂的DXB2-12型电镜的晶格分辨本领为0204nm,放大倍率最高达80万倍。
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