電子顯微鏡的放大倍數范圍極廣，從幾十倍到百萬倍不等，具體取決于電子顯微鏡類型和應用場景。以下是分類詳解：
一、電子顯微鏡類型與放大倍數范圍
類型 | 放大倍數范圍 | 分辨率 | 典型應用 |
掃描電鏡（SEM） | 5x ~ 1,000,000x | 1nm ~ 20nm | 表面形貌觀察（金屬、生物、材料） |
透射電鏡（TEM） | 50x ~ 50,000,000x | 0.05nm ~ 2nm | 原子級結構分析（晶體、納米材料） |
環境電鏡（ESEM） | 10x ~ 500,000x | 3nm ~ 50nm | 含水/非導電樣品（生物、聚合物） |
臺式電鏡（桌面SEM） | 20x ~ 200,000x | 10nm ~ 100nm | 快速檢測（工業、教育） |
二、放大倍數的實際選擇依據
1. SEM（掃描電鏡）
- 常規觀察：100x ~ 20,000x（如金屬斷口、纖維結構）。
- 高分辨模式：50,000x ~ 1,000,000x（需場發射電子槍，觀察納米顆粒或薄膜）。
- 低倍模式：5x ~ 100x（用于大視野定位，類似光學顯微鏡）。
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2. TEM（透射電鏡）
- 材料科學：10,000x ~ 10,000,000x（觀察晶格、位錯）。
- 生物學：2,000x ~ 500,000x（超薄切片病毒、細胞器）。
- 原子級成像：>10,000,000x（配合球差校正器，直接顯示原子排列）。
三、影響有效放大倍數的關鍵因素
1. 電子槍類型
- 鎢燈絲SEM：最高約100,000x
- 場發射SEM（FE-SEM）：可達1,000,000x
2. 樣品制備
- TEM需超薄切片（<100nm），SEM需導電處理（噴金/碳）。
3. 信號檢測模式
- 二次電子（SE）成像：適合表面形貌（常用倍數1,000x~50,000x）。
- 背散射電子（BSE）成像：成分對比（倍數通常≤30,000x）。
四、與光學顯微鏡的對比
參數 | 光學顯微鏡 | 電子顯微鏡（SEM/TEM） |
最大有效倍數 | ~1,500x | 1,000,000x+ |
分辨率極限 | ~200nm | <1nm |
景深 | 低 | 極高（SEM尤其突出） |
五、實際應用示例
- 鋰電池材料分析：
- SEM：10,000x觀察電極孔隙結構。
- TEM：800,000x分析LiCoO?晶格畸變。
- 病毒研究：
- TEM：200,000x直接觀察SARS-CoV-2刺突蛋白。
六、注意事項
1. “無效放大”問題
超過儀器分辨率極限的放大（如SEM標稱1,000,000x但實際分辨率僅1nm）只會模糊圖像。
2. 校準要求
需定期用標準標樣（如碳 grating）校準放大倍數，防止失真。
如需具體型號（如蔡司、日立、FEI等）的倍數推薦，可提供樣品類型和檢測目標進一步分析。
