Question

【題目】2020年2月，中國科學家通過冷凍電鏡捕捉到新冠病毒表面S蛋白與人體細胞表面ACE2蛋白的結合過程，首次揭開了新冠病毒入侵人體的神秘面紗。電子顯微鏡是冷凍電鏡中的關鍵部分，它與光學顯微鏡相比具有更高的分辨率，其原因是電子的物質波波長遠小于可見光波長。在電子顯微鏡中，電子束相當于光束，通過由電場或磁場構成的電子透鏡實現會聚和發散作用。其中的一種電子透鏡由兩個金屬圓環M、N組成，其結構如圖甲所示，圖乙為圖甲的截面示意圖。顯微鏡工作時，兩圓環的電勢，圖乙中虛線表示兩圓環之間的等勢面（相鄰等勢面間電勢差相等）。現有一束電子經電壓U加速后，沿著平行于兩金屬圓環軸線的方向進入金屬圓環M。根據題目信息和所學知識，下列推斷正確的是

A.電子比可見光的波動性強，衍射更為明顯

B.增大電子的加速電壓U，可提升該顯微鏡的分辨率

C.該電子透鏡對入射的電子束能起到發散作用

D.電子在穿越電子透鏡的過程中速度不斷減小

Answer 1

【答案】B

【解析】

A．電子物質波的波長比可見光的波長短，因此不容易發生明顯衍射，A錯誤；

B．波長越短，衍射現象越不明顯，根據德布羅意物質波波長關系式可知，增大電子的加速電壓U，電子的速度增大，波長減小，則顯微鏡的分辨率增大，B正確；

C．由于兩圓環的電勢，根據等勢面的特點可知，電場線垂直于等勢面向且凹側向外，并由N指向M方向，如下圖所示，則電子受力指向中間電場線，所以該電子透鏡對入射的電子束能起到會聚作用，C錯誤；

D．如上圖所示，電子在穿越電子透鏡的過程中，電場力一直對電子做正功，所以電子速度不斷增大，D錯誤。

故選B。