科普帖:电子显微镜图片是彩色的吗?

北彦川 北彦川 2018-04-03 14:27

作为一名在读的工科科研搬砖工,笔者我经常在逛论坛帖子的时候看到这样的现象。

电镜图片是彩色的吗?_新浪众测

截图来自网络

那么什么是彩色的电镜照片呢,for example

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本人作品

左边的是最原始的,用相关仪器拍出来的,也就是说,相关仪器拍出来的的原始照片是黑白的,并不是彩色的;右边彩色的是经过软件(如PS)处理得到的渲染图,对了,忘了说了,这些形状都是微观结构,肉眼是观察不到的,比如上图这个,直径大约200微米;

那么为什么仪器拍出来不是彩色的呢?这就要从拍摄原理来说了:

与照相机的光学成像原理不同,扫描电子显微镜【scanning electron microscope(SEM)】主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态,即用极狭窄的电子束去扫描样品,通过电子束与样品的相互作用产生各种效应,其中主要是样品的二次电子发射。

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价值不菲的仪器

二次电子能够产生样品表面放大的形貌像,这个像是在样品被扫描时按时序建立起来的,即使用逐点成像的方法获得放大像。

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原理图

官方话是这样讲滴:

扫描电子显微镜具有由三极电子枪发出的电子束经栅极静电聚焦后成为直径为50mm的光源。在2-30KV的加速电压下,经过2-3个电磁透镜所组成的电子光学系统,电子束会聚成孔径角较小,束斑为5-10 nm的电子束,并在试样表面聚焦。 末级透镜上边装有扫描线圈,在它的作用下,电子束在试样表面扫描。高能电子束与样品物质相互作用产生二次电子,背反射电子,X射线等信号。这些信号分别被不同的接收器接收,经放大后用来调制荧光屏的亮度。由于经过扫描线圈上的电流与显像管相应偏转线圈上的电流同步,因此,试样表面任意点发射的信号与显像管荧光屏上相应的亮点一一对应。也就是说,电子束打到试样上一点时,在荧光屏上就有一亮点与之对应,其亮度与激发后的电子能量成正比。换言之,扫描电镜是采用逐点成像的图像分解法进行的。光点成像的顺序是从左上方开始到右下方,直到最後一行右下方的像元扫描完毕就算完成一帧图像。这种扫描方式叫做光栅扫描。扫描电镜从原理上讲就是利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描,激发出各种物理信息。通过对这些信息的接受、放大和显示成像,获得测试试样表面形貌的观察。【应该有点懵,笔者我第一次看的时候很懵~】

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笔者有话讲:

其原理上讲就是利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描,扫面的时候电子书会与样品发生一系列的物理作用从而激发出各种物理信息。

电镜图片是彩色的吗?_新浪众测

图上电子什么的可以理解为激发出来的物理信息,感兴趣的读者可自行百度;通过对这些信息的接受、放大和显示成像,获得测试试样表面形貌的观察。

这些微观电子不像宏观物体那样,其本身是不带任何色彩的,所以最后反映出来的图片也是黑白的,当然可以根据操作经验调整明亮度

电镜图片是彩色的吗?_新浪众测

图片来自网络,侵删

之后得到这些照片后,用户可以根据自己的需要用软件给图片上色,笔者首推PS,因为方便简洁

电镜图片是彩色的吗?_新浪众测

最后便可以得到这样的图片:

电镜图片是彩色的吗?_新浪众测

当然,电镜图片并不止于上色,用户可以根据自己的想象力来突出微观世界的魅力和奇妙之处。

最后,由于笔者能力有限,欢迎行家指正批评,谢谢观看!

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