电子衍射

我们通常把电子想成一颗颗微小的子弹。可若把一束电子打在一张薄薄的、规则的原子片上，它们却会铺开成与波一模一样的明亮斑点图样。电子衍射正是这令人意外的行为：电子和X射线、中子一样，能表现得像波，并在晶体整齐的行列上发生衍射。

关键的事实是：任何运动着的粒子都有一个与其速度相联系的波长，而对于被中等电压加速的电子，这个波长甚至比通常的原子间距还短。于是当电子束穿过一片薄晶体时，散射出的电子波恰好在布拉格方向上相互加强，形成斑点或圆环。尤为关键的是，电子是通过自身的电荷与物质发生作用的，比X射线强烈得多——这意味着它们散射剧烈，却只能穿透薄如发丝的样品。

它之所以重要，是因为这种强烈的作用使电子特别适合探测微小而薄的东西：纳米颗粒、表面、单个原子层，以及小到给不出可用X射线信号的薄膜。同一束电子还能用磁透镜聚焦成像，这正是电子衍射栖身于电子显微镜之中的缘故。诚实的提醒：正因为电子散射太强，一束波在穿行途中常常不止弹一次，这使得把图样还原成精确的原子位置，比干净利落的X射线情形要复杂得多。