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透射像的衬度

透射电子像的形成主要是入射电子束与样品发生相互作用，当电子束穿过样品逸出下表面时，电子束的强度发生了变化，从而投影到荧光屏上的强度是不均匀的，这种强度不均匀就形成了透射像。通常以衬度（Contrast，C）来描述透射电子所成的像，衬度指样品电子像上相邻区域的电子束强度差，即图像的对比度，可以下式表示：

式中，I1为电子像中样品某区域的电子束强度，I₂为相邻区域的电子束强度。通常，人眼不能分辨小于5%的衬度差别，甚至区分10%的衬度差别也有困难，但是用CCD相机等记录下数字化的电子化图像，再进行处理可增大衬度使人眼能够分辨。

电子束被样品散射后，根据样品的性质不同，电子束的振幅和相位会发生相应的改变，形成振幅衬度像和相位衬度像，其中由于样品的质量(原子序数、密度等)或者厚度的差异造成的透射电子束强度的差异而形成的衬度称为质厚衬度，非晶材料的透射像衬度主要为质厚衬度像，如图2所示，入射电子透过样品时碰到的原子数越多即样品越厚，或者样品原子核库仑电场越强即原子序数或密度越大，被散射的大角度的电子越多，被挡在物镜光阑之外越多，成像系统接受的电子数越少，那么衬度高，反之衬度越低。

通过推导计算可得到质厚衬度的公式：

式中，C为质厚衬度，N_A为阿伏伽德罗常数，e为电子电荷，V为透射电镜的加速电压，θ为散射角，Z₂，Z₁分别为产生衬度的样品两部分的原子序数，ρ₂，ρ₁为两部分的密度，t₂，t₁为两部分的厚度，A₂，A₁是两部分的相对原子质量。由此可见，质厚衬度与加速电压、散射角、原子序数、密度和厚度都有关。生物、有机高分子类样品主要由轻元素组成，原子序数相差小，对电子的散射几率小，因此衬度低，通过降低加速电压的方法可提高衬度。