晶狀體成像的原理是什麼？ 凸透鏡的成像原理是什麼？

凸透鏡的成像定律是高考的必考點之一。

凸透鏡成像的原理是由光的折射原理和光的線性傳播原理製成的放大鏡和顯微鏡，用於觀察放置在觀察者附近時應放大的物體。 由玻璃或其他透明材料製成的具有曲面的光學透鏡可以放大物體，放大鏡的成像原理是，物體AB在F以內，其尺寸為Y，並被放大鏡放大成尺寸為Y'A 的虛擬映象'b'。放大鏡的放大倍率 = 250 f'其中 250 - 明視距離，單位為 mm f'--放大鏡焦距，單位：mm 該放大倍率是指在250mm的距離內用放大鏡觀察的物體影象的視角與不用放大鏡觀察的物體的視角之比。

透射電子顯微鏡，又稱透射電子顯微鏡，是電子顯微鏡的一種。 電子顯微鏡是一種高精度的電子光學儀器，具有較高的解像度和放大倍率，是觀察和研究物質微觀結構的重要工具。

電子顯微鏡是根據電子光學原理，用電子束和電子透鏡代替光束和光學透鏡，以非常高的放大倍率對物質的精細結構進行成像的儀器。 電子顯微鏡的分辨能力以它可以分辨的兩個相鄰點之間的最小距離表示。 在20世紀70年代，透射電子顯微鏡的解像度約為奈米（人眼的解像度約為公釐）。

目前，電子顯微鏡的最大放大倍率超過300萬倍，而光學顯微鏡的最大放大倍率約為2000倍，因此可以通過電子顯微鏡直接觀察某些重金屬的原子和晶體中排列整齊的原子晶格。

1931年，德國克諾爾和魯斯卡對帶有冷陰極放電電子源和三個電子透鏡的高壓示波器進行了改裝，獲得了放大十倍以上的影象，證實了電子顯微鏡放大的可能性。 1932年，經過魯斯卡的改進，電子顯微鏡的解像度達到了50奈米，大約是當時光學顯微鏡解像度的十倍左右，因此電子顯微鏡開始引起人們的注意。 20世紀40年代，美國的希爾利用影象色散裝置補償了電子透鏡的旋轉不對稱性，使電子顯微鏡的分辨能力有了新的突破，逐漸達到現代水平。

在中國，1958年成功研製出解像度為3奈米的透射電子顯微鏡，1979年研製出解像度為奈米的大型電子顯微鏡。

雖然電子顯微鏡的解像度遠遠優於光學顯微鏡，但電子顯微鏡很難觀察生物體，因為它們需要在真空條件下工作，並且由於電子束的照射，生物樣品也會受到輻射的破壞。 其他問題，如電子槍亮度的提高和電子鏡頭的質量，也需要進一步研究。

透射電子顯微鏡的成像原理是，被照部分提供的具有一定孔徑角和強度的電子束平行於物鏡平面處的樣品投射，通過樣品和物鏡的電子束在物鏡的後焦平面上形成衍射幅值最大值， 即第一衍射光譜。這些衍射光束在物鏡的像平面中相互干涉，形成反映樣品微觀特性的第一電子影象。 通過聚焦（調節物鏡的激發電流），物鏡的像平面與中間鏡的物平面一致，中間鏡的像平面與投影鏡的物平面一致，投影鏡的像平面與螢光屏一致， 使得在物鏡、中間鏡和投影鏡放大後，在螢光屏上可以觀察到具有一定對比度和放大倍率的電子影象。

由於樣品各微區的厚度、原子序數、晶體結構或晶體取向不同，標本與物鏡的電子束強度不同，因此明暗差折反射的試樣微區特性的顯微電子影象顯示在螢光屏上。 電子影象的放大倍率是物鏡、中間鏡和投影鏡的放大倍率。

透射電子顯微鏡是一種高解像度、高倍率的電子光學儀器，它使用波長非常短的電子束作為照明源，用電磁透鏡聚焦成像。 透射電子顯微鏡將加速和集中的電子束投射到非常薄的樣品（片狀<100 nm，顆粒< 2 um）上，電子與樣品中的原子碰撞並改變方向，導致立體角散射。 **明暗（黑、白、灰）的差異與樣品的原子序數、電子密度、厚度等方面有關。

成像方法與光學顯微鏡相似，只是使用電子代替光子，使用電磁透鏡代替玻璃透鏡，放大後的電子影象顯示在螢光屏上。

透射電子顯微鏡按加速電壓分類，通常可分為常規電子顯微鏡（100kV）、高壓電子顯微鏡（300kV）和超高壓電子顯微鏡（500kV以上）。 增加加速電壓可以增加入射電子的能量，一方面有利於提高電子顯微鏡的解像度。 同時，它可以提高穿透試樣的能力。

透射電子顯微鏡（TEM）將加速和集中的電子束投射到非常薄的樣品上，電子與樣品中的原子碰撞並改變方向，導致立體角散射。 散射角的大小與樣品的密度和厚度有關，因此可以形成不同的明暗影象，並將影象放大聚焦並顯示在螢光屏、膠片和光敏耦合元件等成像裝置上。

透射電子顯微鏡成像的原理，由於電子的德布羅意波長很短，透射電子顯微鏡的解像度遠高於光學顯微鏡，放大倍數可以達到數千萬倍。 因此，使用透射電鏡可以用來觀察樣品的精細結構，甚至是一列原子，比光學顯微鏡可以觀察到的z最小結構小數萬倍。 透射電鏡是許多與物理學和生物學相關的科學領域的重要分析方法，如癌症研究、病毒學、材料科學，以及奈米技術、半導體研究等。

當放大倍率較低時，透射電子顯微鏡成像的對比度主要是由於材料的厚度和成分不同造成的。 然而，當放大倍率較高時，複雜的波動會導致影象的亮度不同，因此需要專業知識來分析獲得的影象。 通過使用不同的TEM模式，可以通過物質的化學性質、晶體取向、電子結構、樣品引起的電子相移以及通常的電子吸收來對樣品進行成像。

透射電子顯微鏡的成像原理可分為三種情況：

吸收影象：當電子發射到大量緻密樣品時，主要相的形成是散射。 在質量厚度大、通過的電子較少、影象亮度較暗的地方，樣品上電子的散射角較大。 早期的透射電鏡就是基於這一原理。

衍射影象：電子束被樣品衍射後，衍射波在樣品不同位置的振幅分布對應樣品中晶體各部分的不同衍射能力，當出現晶體缺陷時，缺陷部分的衍射能力與整個區域的衍射能力不同， 使衍射波的振幅分布不均勻，反映了晶體缺陷的分布。

相位影象：當樣品厚度小於100時，電子可以穿過樣品，波的振幅變化可以忽略不計，成像來自相位的變化。

入射光從發光點 S 發射，經凸透鏡折射後，折射光線會聚形成發光點 S 的像 S'製作光路圖時，有三種重要的光線：

1）平行於凸透鏡主光軸的入射光線，經凸透鏡折射後，折射光通過凸透鏡另一側的焦點發射;

2）入射光線穿過凸透鏡的光學中心，經凸透鏡折射後，折射光保持原有的入射方向不變，從凸透鏡的另一側發射;

3）入射光穿過凸透鏡一側的焦點，經凸透鏡折射後，折射光線從凸透鏡的另一側平行於主光軸發射。

具體光路圖如下：

凸透鏡成像原理：將物體置於焦距之外，凸透鏡的另一側變成倒置的實像，實像有縮小、等大、放大三種型別。 物距越小，影象距離越大，實像越大。 物體被置於焦點中，虛擬影象在凸透鏡的同一側被直立放大。

物件距離越大，影象距離越大，虛像越大。 對焦時無成像。 在 2 倍焦距下，它將是乙個倒置的真實影象。

在光學中，由實際光會聚形成的影象稱為真實影象，可以由光學螢幕進行; 否則，它被稱為幻覺，只能通過眼睛感知。 有經驗的物理老師，在談到真實影象和虛擬影象的區別時，經常提到這樣一種區分真實影象和虛擬影象的方法：“真實影象是倒置的，而虛擬影象是直立的。

光學顯微鏡和望遠鏡（包括一些天文望遠鏡）是利用光的折射原理和光的直線傳播製成的。 放大鏡和顯微鏡是凸透鏡，用於觀察放置在觀察者附近應放大的物體。

顯微鏡和放大鏡的作用相同，即在近距離製作小物體的放大影象供人眼觀察。 只是顯微鏡可以比放大鏡具有更高的放大倍率。

凸透鏡的成像原理及應用：

物距 （u） 影象的性質 影象距離 （v） 應用例項。

u > 2F倒立，縮小，真實影象f 2f幻燈機。

u = f 不影象 --

u < f 直立、放大、虛擬影象 v > u 放大鏡、老花鏡。

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凸透鏡的成像定律是高考的必考點之一。

凸透鏡的成像原理是光線沿直線傳播。

在這種光學器件的實際環境中，生成了對這種光學透鏡成像原理的資料分析。