电子显微镜的放大倍数范围极广，从几十倍到百万倍不等，具体取决于电子显微镜类型和应用场景。以下是分类详解：
一、电子显微镜类型与放大倍数范围
类型 | 放大倍数范围 | 分辨率 | 典型应用 |
扫描电镜（SEM） | 5x ~ 1,000,000x | 1nm ~ 20nm | 表面形貌观察（金属、生物、材料） |
透射电镜（TEM） | 50x ~ 50,000,000x | 0.05nm ~ 2nm | 原子级结构分析（晶体、纳米材料） |
环境电镜（ESEM） | 10x ~ 500,000x | 3nm ~ 50nm | 含水/非导电样品（生物、聚合物） |
台式电镜（桌面SEM） | 20x ~ 200,000x | 10nm ~ 100nm | 快速检测（工业、教育） |
二、放大倍数的实际选择依据
1. SEM（扫描电镜）
- 常规观察：100x ~ 20,000x（如金属断口、纤维结构）。
- 高分辨模式：50,000x ~ 1,000,000x（需场发射电子枪，观察纳米颗粒或薄膜）。
- 低倍模式：5x ~ 100x（用于大视野定位，类似光学显微镜）。
2. TEM（透射电镜）
- 材料科学：10,000x ~ 10,000,000x（观察晶格、位错）。
- 生物学：2,000x ~ 500,000x（超薄切片病毒、细胞器）。
- 原子级成像：>10,000,000x（配合球差校正器，直接显示原子排列）。
三、影响有效放大倍数的关键因素
1. 电子枪类型
- 钨灯丝SEM：最高约100,000x
- 场发射SEM（FE-SEM）：可达1,000,000x
2. 样品制备
- TEM需超薄切片（<100nm），SEM需导电处理（喷金/碳）。
3. 信号检测模式
- 二次电子（SE）成像：适合表面形貌（常用倍数1,000x~50,000x）。
- 背散射电子（BSE）成像：成分对比（倍数通常≤30,000x）。
四、与光学显微镜的对比
参数 | 光学显微镜 | 电子显微镜（SEM/TEM） |
最大有效倍数 | ~1,500x | 1,000,000x+ |
分辨率极限 | ~200nm | <1nm |
景深 | 低 | 极高（SEM尤其突出） |
五、实际应用示例
- 锂电池材料分析：
- SEM：10,000x观察电极孔隙结构。
- TEM：800,000x分析LiCoO₂晶格畸变。
- 病毒研究：
- TEM：200,000x直接观察SARS-CoV-2刺突蛋白。
六、注意事项
1. “无效放大”问题
超过仪器分辨率极限的放大（如SEM标称1,000,000x但实际分辨率仅1nm）只会模糊图像。
2. 校准要求
需定期用标准标样（如碳 grating）校准放大倍数，防止失真。
如需具体型号（如蔡司、日立、FEI等）的倍数推荐，可提供样品类型和检测目标进一步分析。
