电子显微镜的分辨率为什么不能无限提高？ 第1页

因为波长影响的是电子显微镜分辨率的极限理论分辨率，而实际用起来往往其他因素影响更大。比如你用电脑玩吃鸡，内存就2g，哪怕你把显卡从gtx1050提升到gtx2080ti也照样玩不了。

放个TEM的构造图。

看不懂没事，简单来说就是在最上方有一个针尖产生电子，然后加速，然后通过一些磁场（就是图中方框里面还有个叉的东西）把这些电子聚焦到下面样品上的某一个点。而这个聚焦的精确度才是主要影响分辨率的因素。

高中学过了磁场能改变电子的运动方向对吧。但是现在是一堆电子，有各种各样的方向和速度。虽然通过整个过程已经尽量把电子射在样品上的某一个点，但因为这的电子或多或少还是存在能量的差异，所以最后落地点也只是一片区域。而这个区域的大小就是最后图像的分辨率。

————————打个比方——————————

上面看不懂的就直接看这个比喻。

假如你在一个楼房顶层往下丢一筐湿漉漉的小球（比如用水泡过的网球），而所有小球在地上砸出来的水痕就是最后图像上的一个像素点。像素点越小当然最后图像分辨率越高。

可以想象，虽然你在楼顶很小心的一个一个的丢，但是不可能所有的球都掉在同一个位置，所以最后楼下水痕大概就是一个圆型。

大概这样。

如果丢了很多很多很多次，那这个圆形就会被填满。这个圆形大小就是最后的分辨率大小。

而如果换一个更小一点的球（比如乒乓球），对于最后的结果，那个圆形水痕并不会有很明显的减小。

但如果你能精确控制每一个小球，让他们每一个水痕都叠在一起，那么最后地板上的水痕其实就是一个小球的大小，这时候换一个更小的球才会显著改变最后地板的水痕大小，也就是分辨率。

————————题外话————————

实际运用中，增加电子的速度并不是为了获得更高的分辨率，而是因为有些材料不导电甚至带静电，比如玻璃球。电子打下去之后堆积在玻璃球表面，导致后来再有电子打过来被弹开，最后打在了腔体的内壁上。

于是最后扫描出来的图像是腔体内壁的图像。

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电子成像原理只懂个皮毛，就不瞎扯了 ，说说电压问题吧。

把电压往100 kV以上提，不仅工程上的难度越来越大，对样品的影响也越来越严重。

同样的束流密度下，电子能量越高，沉积到样品上的功率也就越高，对样品的加热效应也就越严重。如果冷却系统跟不上，样品一会儿就烧坏了。

其次，虽然电子的质量小，碰撞时动能传递效率低，但也架不住初始动能大啊。啥化学键也禁不住MeV电子的轰击。甚至于，核材料领域中的电子辐照实验，很多就是直接拿高压电镜做的。你说好好的一个样品放进去，还没仔细瞅呢就被打得千疮百孔，这实验还咋做。