5惊开云体育全站app下载安装人的电子显微镜图像背后的科学事实- Rs的科学

电子显微镜是获得高分辨率图像的有价值的工具。电子显微镜的工作原理是在真空中加速聚焦电子流向标本。电子束和样品之间的相互作用产生了图像，这与光学显微镜利用光捕获图像的方式类似。

本文涵盖了

1.不要混淆SEM和TEM图像

电子显微镜有两种类型:扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)。扫描电镜和透射电镜的不同之处在于它们的工作方式和类型图片他们能够捕捉。

你能分辨出下面的SEM和TEM图吗?一旦你知道这两种电子显微镜的区别，这就不难了。

[图中]SEM和TEM图像示例。
左图是扫描电镜拍摄的。相比之下，右边的图像是由TEM拍摄的。

什么是SEM?

SEM是扫描电子显微镜的缩写。扫描电镜是一种电子显微镜，它使用一束聚焦的电子来扫描样品的表面。扫描电镜图像可以深入了解样品的表面形貌;因此它可以生成3d图像。

[在图中]成纤维细胞的扫描电镜图像。
成纤维细胞是一种合成结缔组织的细胞外基质和胶原蛋白的细胞。扫描电镜图像可以看到细胞表面的各种细胞突起和细胞外基质。(来源:tescan.com）

扫描电子显微镜是如何工作的?

为了获得高分辨率图像，电子源(也称为电子枪)向样品发射高能电子流。电子束可以用电磁透镜聚焦。当聚焦流到达样品时，它会扫描样品表面。电子束和样品之间的相互作用产生二次电子，后向散射电子和x射线。这些相互作用被捕捉，以创建一个放大的图像。

【图中】扫描电子显微镜原理。
图片来源:https://www.technologynetworks.com/analysis/articles/sem-vs-tem-331262

TEM是什么?

TEM是透射电子显微镜的缩写。TEM是一种电子显微镜，它使用宽电子束来创建样品内部结构的图像。一束电子束通过样品形成图像。样品必须非常薄，通常小于150纳米厚，以允许电子通过。因此，TEM生成二维图像。下图是TEM图像示例。

[在图中]胰腺导管腺癌(PDAC)癌细胞的TEM图像。
PDAC是西方国家最致命的癌症之一。科学家从这张TEM图像中了解到，异常的线粒体有助于癌细胞的生长。(来源:MD安德森癌症中心高分辨率电子显微镜设备)

透射电子显微镜是如何工作的?

电子源发射电子束穿过超薄样品。电子穿过样品，然后到达探测器。探测器可以是荧光屏或电荷耦合器件(CCD)摄像机。

[在图中]透射电子显微镜原理。
图片来源:https://www.technologynetworks.com/analysis/articles/sem-vs-tem-331262

扫描电镜与透射电镜

扫描电镜和透射电镜在生物、物理和化学科学中都是很有价值的工具。开云体育全站app下载安装主要区别在于，扫描电镜可以生成样品表面形貌的三维图像，而透射电镜则可以看到超薄样品的内部结构。tem具有不可思议的1000万到5000万倍的放大潜力。另一方面，扫描电镜有可能将图像放大到200万倍。

2.在电子显微镜下我们能看到颜色吗?

答案是否定的。

原因很简单:颜色是光(即光子)的一种性质，由于电子显微镜使用电子束对样品进行成像，因此没有记录颜色信息。电子通过试样的区域显示为白色，电子未通过的区域显示为黑色。

所以，你所看到的由电子显微镜产生的图像基本上是“对比”。这就是为什么图像是黑白的原因。

下面右边的电子显微镜的彩色图像实际上是在图像生成后上色的。

pollen-grains-electron-microscope-image-black-white-color

[在图中]花粉粒图像。
左边的图像是在扫描电镜上拍摄的，显示了扫描电镜显微照片的特征深度。来自多种常见植物的花粉:向日葵(向日葵)、牵牛花番薯紫竹，蜀葵(Sildalcea malviflora)，莉莉(百合auratum)、樱草花(月见草后)及蓖麻(萝藦）.
图片来源:维基．
右边的图像是由计算机着色的，而不是直接从电子显微镜获得的真实图像。