什么是电子显微镜,发明者是谁,原理是什么

发明第一个电子显微镜的人是谁？~

德国柏林工科大学的年轻研究员卢斯卡，1932年制作了第一台电子显微镜——它是一台经过改进的阴极射线示波器，成功地得到了铜网的放大像——第一次由电子束形成的图像，加速电压为7万，最初放大率仅为12倍。尽管放大率微不足道，但它却证实了使用电子束和电子透镜可形成与光学像相同的电子像。

经过不断地改进，1933年卢斯卡制成了二级放大的电子显微镜，获得了金属箔和纤维的1万倍的放大像。

1937年应西门子公司的邀请，卢斯理建立了超显微镜学实验室。1939年西门子公司制造出分辨本领达到30埃的世界上最早的实用电子显微镜，并投入批量生产。

电子显微镜的出现使人类的洞察能力提高了好几百倍，不仅看到了病毒，而且看见了一些大分子，即使经过特殊制备的某些类型材料样品里的原子，也能够被看到。

但是，受电子显微镜本身的设计原理和现代加工技术手段的限制，目前它的分辨本领已经接近极限。要进一步研究比原子尺度更小的微观世界必须要有概念和原理上的根本突破。

1978年，一种新的物理探测系统—— “扫描隧道显微镜已被德国学者宾尼格和瑞士学者罗雷尔系统地论证了，并于1982年制造成功。这种新型的显微镜，放大倍数可达3亿倍，最小可分辨的两点距离为原子直径的1/10，也就是说它的分辨率高达0.1埃。

扫描隧道显微镜采用了全新的工作原理，它利用一种电子隧道现象，将样品本身作为一具电极，另一个电极是一根非常尖锐的探针，把探针移近样品，并在两者之间加上电压，当探针和样品表面相距只有数十埃时，由于隧道效应在探针与样品表面之间就会产生隧穿电流，并保持不变，若表面有微小起伏，那怕只有原子大小的起伏，也将使穿电流发生成千上万倍的变化，这种携带原子结构的信息，输入电子计算机，经过处理即可在荧光屏上显示出一幅物体的三维图象。

鉴于卢斯卡发明电子显微镜的，宾尼格、罗雷尔设计制造扫描隧道显微镜的业绩，瑞典皇家科学院决定，将1986年诺贝尔物理奖授予他们三人。

电子显微镜的发明 恩斯特·奥古斯特·弗里德里希·鲁斯卡（德语：Ernst August Friedrich Ruska，1906年12月25日生于德国巴登市海德堡—1988年5月27日柏林），西德物理学家，电子显微镜的发明者，1986年获诺贝尔物理学奖。 鲁斯卡研制电子显微镜的历史实际上可以追溯到19世纪末。人们在研究阴极射线的过程中发现阴极射线管的管壁往往会出现阳极的阴影。1987年布劳恩设计并制成了最初的示波管。这就为电子显微镜的诞生准备了技术条件。1926年布什（H.Busch）发表了有关磁聚焦的论文，指出电子束通过轴对称电磁场时可以聚焦，如同光线通过透镜时可以聚焦一样，因此可以利用电子成像。这为电子显微镜做了理论上的准备。限制光学显微镜分辨率的主要因素是光的波长。由于电子束波长比光波波长短得多，可以预期运用电子束成像的电子显微镜得到比光学显微镜高得多的分辨率。 恩斯特·鲁斯卡1906年12月25日生于德国巴登市海德堡。他的父亲是柏林大学历史学教授.1925年-1927年，恩斯特上中学时就喜欢工程.并在慕尼黑两家公司学习电机工程。后随父到了柏林，1928年夏进入柏林恰洛廷堡的柏林技术大学学习，在大学期间参加过高压实验室工作，从事阴极射线示波管的研究。从1929年开始，鲁斯卡在组长克诺尔（M.Knoll）的指导下进行电子透镜实验。这对鲁斯卡的成长很有益处。 1928～1929年期间，鲁斯卡在参与示波管技术研究工作的基础上，进行了利用磁透镜和静电透镜使电子束聚焦成像的实验研究，证实电子束照射下直径为0.3毫米的光缆可以产生低倍（1.3倍）的像，并验证了透镜成像公式。这就为创制电子显微镜奠定了基础。1931年，克诺尔和鲁斯卡开始研制电子显微镜，他们用实验证明了为要获得同样的焦距，使用包铁壳的线圈，其安装的线圈匝数要比不包铁壳的线圈小得多。1931年4～6月，他们采用二级磁透镜放大的电子显微镜获得了16倍放大率。通过计算他们认识到，根据得布罗意的物质波理论，电子波长比光波波长短5个数量级，电子显微镜可能实现更高的分辨率。他们预测未来的电子显微镜，当加速电压为7.5万伏，孔径角为2×10-2弧度时，衍射限制的分辨率将是0.22纳米。 1932～1933年间，鲁斯卡和合作者波里斯（Borries）进一步研制了全金属镜体的电子显微镜，采用包有铁壳的磁线圈作为磁透镜。为了使磁场更加集中，他们在磁线圈铁壳空气间隙中镶嵌非磁导体铜环，并将铁磁上、下壳体内腔的端部做成漏斗形（磁极靴），使极靴孔径和间隙均减小到2毫米，而且焦距减小到3毫米。1932年3月，波里斯和鲁斯卡将此项磁透镜成果申请了德国专利。 1933年，鲁斯卡在加速电压7.5万伏下，运用焦距为3毫米的磁透镜获得12000倍放大率，还安装了聚光镜可以在高放大率下调节电子束亮度。他拍摄了分辨率优于光学显微镜的铝箔和棉丝的照片，并试验采用薄试样使电子束透射而形成电子放大像。 1934年鲁斯卡以题为《电子显微镜的磁物镜》的学位论文获得柏林技术大学工学博士学位。1934～1936年，鲁斯卡继续进行改进电子显微镜的实验研究。他采用了聚光镜以产生高电流密度电子束来实现高倍放大率成像，采用物镜和投影镜二级放大成像系统。可是，当时他们的发明并未立即获得学术界和有关部门承认，鲁斯卡和波里斯努力地说服人们，使他们相信可以研制出性能超过光学显微镜的电子显微镜。他们多次到政府和工业研究部门以争取财政支持。经过3年的奔走，1937年春西门子-哈斯克公司终于同意出资建立电子光学和电子显微镜实验室。许多青年学者纷纷前来参加研究工作。 恩斯特·鲁斯卡从1937年开始着手研制商品电子显微镜，1938年制成两台电子显微镜，且带有聚光镜，配以具有极靴的物镜及投影镜，备有更换样品、底片的装置，可获得30000倍放大率的图像。恩斯特·鲁斯卡的弟弟哈尔墨特·鲁斯卡（Helmut Ruska）和其他医学家立刻用来研究噬菌体等，获得很大的成功。1939年西门子公司制造的第一台商品电子显微镜终于问世。同年，电子显微镜首次在莱比锡国际博览会上展出，引起广泛注意。1940年，在恩斯特·鲁斯卡提议下，西门子-哈尔墨特·鲁斯卡任主任。实验室装备了4台电子显微镜，接纳各国学者前来做研究工作，推动了电子显微镜在金属、生物、医学等各个领域的应用与发展。在鲁斯卡工作的影响下，欧洲各国科学家先后开始了电子显微镜的研究和制造工作。 恩斯特·鲁斯卡及其合作者几十年孜孜不倦地为改进电子显微镜辛勤工作，为现代科学的发展做出了重要贡献。电子显微镜为人们观察物质微观世界开辟了新的途径。在50年代中期制成的中、高分辨率电子显微镜，能够观察浸提缺陷，促进了固体物理、金属物理和材料科学的发展。在70年代出现的超高分辨率电子显微镜使人们能够直接观察原子。这对于固体物理、固体化学、固体电子学、材料科学、地质矿物学和分子生物学的发展起了巨大的推动作用。 继他之后，不仅有高压电镜和扫描电镜问世，而且还出现了另一种原理完全不同的显微镜，这就是1982年发明的扫描隧道显微镜。扫描隧道显微镜是通向微观世界的又一项有力武器。 （以上是趣味科学丛书中《奇妙的发明》下所录用的）

电子显微镜可分为扫描电镜和透射电镜

扫描电镜 (SEM) 主要用于直接观察固体表面的形貌。先利用电子透镜将一个电子束斑缩小到几十埃，用偏转系统使电子束在样品面上作光栅扫描。电子束在它所到之处激发出次级电子，经探测器收集后成为信号，调制一个同步扫描的显像管的亮度，显示出图像。样品表面上的凹凸不平使某些局部朝向次级电子探测器，另一些背向探测器。朝向探测器的部分发出的次级电子被集收得多，就显得亮，反之就显得暗，由此产生阴阳面、富有立体感的图像。像的放大倍数为显像管的扫描幅度比上样品面上电子束的扫描幅度SEM的分辨本领比电子束斑直径略大。

历史

1926年汉斯·布什研制了第一个磁力电子透镜。1931年厄恩斯特·卢斯卡和马克斯·克诺尔研制了第一台透视电子显微镜。展示这台显微镜时使用的还不是透视的样本，而是一个金属格。1986年卢斯卡为此获得诺贝尔物理学奖。1938年他在西门子公司研制了第一台商业电子显微镜。

1937年第一台扫描透射电子显微镜推出。一开始研制电子显微镜最主要的目的是显示在光学显微镜中无法分辨的病原体如病毒等。1949年可投射的金属薄片出现后材料学对电子显微镜的兴趣大增。
1960年代投射电子显微镜的加速电压越来越高来透视越来越厚的物质。这个时期电子显微镜达到了可以分辨原子的能力。
1980年代人们能够使用扫描电子显微镜观察湿样本。1990年代中电脑越来越多地用来分析电子显微镜的图像，同时使用电脑也可以控制越来越复杂的透镜系统，同时电子显微镜的操作越来越简单。

它的原理主要是用电子作为光源，因为电子的波长要比可见光短很多，因此可以达到0.2nm的分辨率

电子显微镜：（electron microscope，EM）

1.原理：

(1)电子显微镜不使用可见光，而是利用电子束穿透标本来聚焦。

(2)显微镜的解析度和其所使用的放射线波长成反比：电子束的波长远比可见光的波长短得多→现代电子显微镜解析度可达0.2nm（为光学显微镜的1000倍以上）

2.种类：

(1)穿透式电子显微镜：（TEM）

jTEM用於研究细胞内部的超显微构造

kTEM的电子束要能穿透切成薄片的标本

lTEM用可以弯曲带电电子抛射轨道的电磁时来当作透镜→用於聚焦和放大

m利用重金属元素将细胞特定部位染色→加强影像的对比

n影像最后被投射於萤幕上供观察和拍照

(2)扫描是电子显微镜：（SEM）

jSEM特别适用於研究标本表面的细微构造

k标本表面先镀上一薄薄的一层黄金

l利用电子束扫描标本表面→电子束激发了标本表面的电子→被激发的电子被聚集后再聚焦於萤幕上（显现标本表面的形态）

mSEM的景深很深→可供显示三度空间的形态

3.缺点：

(1)先前用来处理标本的化学或物理方法→会杀死细胞

(2)显微照片上会出现一些活细胞所没有的添加物

电子显微镜：（electron microscope，EM）

1.原理：

(1)电子显微镜不使用可见光，而是利用电子束穿透标本来聚焦。

(2)显微镜的解析度和其所使用的放射线波长成反比：电子束的波长远比可见光的波长短得多→现代电子显微镜解析度可达0.2nm（为光学显微镜的1000倍以上）

2.种类：

(1)穿透式电子显微镜：（TEM）

jTEM用於研究细胞内部的超显微构造

kTEM的电子束要能穿透切成薄片的标本

lTEM用可以弯曲带电电子抛射轨道的电磁时来当作透镜→用於聚焦和放大

m利用重金属元素将细胞特定部位染色→加强影像的对比

n影像最后被投射於萤幕上供观察和拍照

(2)扫描是电子显微镜：（SEM）

jSEM特别适用於研究标本表面的细微构造

k标本表面先镀上一薄薄的一层黄金

l利用电子束扫描标本表面→电子束激发了标本表面的电子→被激发的电子被聚集后再聚焦於萤幕上（显现标本表面的形态）

mSEM的景深很深→可供显示三度空间的形态

3.缺点：

(1)先前用来处理标本的化学或物理方法→会杀死细胞

(2)显微照片上会出现一些活细胞所没有的添加物

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子长县13356921364： 什么是电子显微镜,发明者是谁,原理是什么 - ？
邸董依路： 电子显微镜:(electron microscope,EM) 1.原理: (1)电子显微镜不使用可见光,而是利用电子束穿透标本来聚焦. (2)显微镜的解析度和其所使用的放射线波长成反比:电子束的波长远比可见光的波长短得多→现代电子显微镜解析度可达0....

子长县13356921364： 什么是电子显微镜,发明者是谁,原理是什么如题,知道多少说多少, - ？
邸董依路：[答案] 电子显微镜:(electron microscope,EM)1.原理:(1)电子显微镜不使用可见光,而是利用电子束穿透标本来聚焦.(2)显微镜的解析度和其所使用的放射线波长成反比:电子束的波长远比可见光的波长短得多→现代电子显微镜解...

子长县13356921364： 电子显微镜是谁发明的?————————————————-- - ？
邸董依路：[答案] 德国柏林工科大学的年轻研究员卢斯卡,1932年制作了第一台电子显微镜——它是一台经过改进的阴极射线示波器,成功地得到了铜网的放大像——第一次由电子束形成的图像,加速电压为7万,最初放大率仅为12倍.尽管放大率微不足道,但它却证...

子长县13356921364： 电子显微镜的工作原理是什么?为什么电子显微镜分辨率更高? - ？
邸董依路：[答案] 显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器,是人类进入原子时代的标志.主要用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器.显微镜分光学显微镜和电子显微镜:光学显微镜是在1590年由荷兰的杨森父子所首创.现在的光学显微镜可...

子长县13356921364： 电子显微镜是如何发明的? - ？
邸董依路： 人类的第三只眼 ——1931年电子显微镜的发明 1931年,德国科学家恩斯特·鲁斯卡与组长马克斯·克诺尔博士制成了世人公认的第一台电子显微镜.1932年,恩斯特·鲁斯卡发表了以“几何电子光学的进展”为题的论文,第一次使用电子显微...

子长县13356921364： 电子显微镜是谁发明的 - ？
邸董依路： 电子显微镜的发明 恩斯特·奥古斯特·弗里德里希·鲁斯卡(德语:Ernst August Friedrich Ruska,1906年12月25日生于德国巴登市海德堡—1988年5月27日柏林),西德物理学家,电子显微镜的发明者,1986年获诺贝尔物理学奖. 鲁斯卡研制...

子长县13356921364： 电子显微镜是根据什么原理制成的仪器? ？
邸董依路： 电子显微镜是根据电子光学原理,用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜,使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器. 电子显微镜按结构和用途可分为透射式电子显微镜、扫描式电子显微镜、反射式电子显微镜和发射式电子显微镜等.透射式电子显微镜常用于观察那些用普通显微镜所不能分辨的细微物质结构;扫描式电子显微镜主要用于观察固体表面的形貌,也能与X射线衍射仪或电子能谱仪相结合,构成电子微探针,用于物质成分分析;发射式电子显微镜用于自发射电子表面的研究. 现在电子显微镜最大放大倍率超过300万倍,通过它就能直接观察到某些重金属的原子和晶体中排列整齐的原子点阵.

子长县13356921364： 电子显微镜是如何诞生的? ？
邸董依路： 电子显微镜的诞生,人们可以通过它看到细胞内部极为细小的结构,可以在分子的基础上研究生命的奥秘,由此还产生了一门重要的现代新学科——分子生物学.电子显微镜是现代科学技术进步的成果,也是推动现代科学技术不断发展的有力工具.1982年,国际商业机器公司苏黎世实验室的葛.宾尼博士和海.罗雷尔博士及其同事们共同研制成功了世界上第一台新型的表面分析仪器——扫描隧道显微镜(STM).它的出现,使人类第一次能够实时地观察单个原子物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理、化学性质,被国际公认为20世纪80年代世界十大科技成就之一.为此,1986年,宾尼博士和罗雷尔与发明电子显微镜的鲁斯卡获得了诺贝尔物理学奖.

子长县13356921364： 显微镜是谁发明的? - ？
邸董依路： 显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器,是人类进入原子时代的标志.主要用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器.显微镜分光学显微镜和电子显微镜:光学显微镜是在1590年由荷兰的杨森父子所首创.现在的光学显微镜可把物体放大1600倍,分辨的最小极限达0.1微米,国内显微镜机械筒长度一般是160mm.国内主要生产厂家上海光学仪器厂 等 http://baike.baidu.com/view/2921.htm 希望采纳

子长县13356921364： 那一年诺尔和鲁卡斯发明电子显微镜?？
邸董依路： 那一年诺尔和鲁卡斯发明电子显微镜? 答:1931年