Question

【題目】2020年2月，中國(guó)科學(xué)家通過冷凍電鏡捕捉到新冠病毒表面S蛋白與人體細(xì)胞表面ACE2蛋白的結(jié)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(guān)鍵部分，它與光學(xué)顯微鏡相比具有更高的分辨率，其原因是電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于可見光波長(zhǎng)。在電子顯微鏡中，電子束相當(dāng)于光束，通過由電場(chǎng)或磁場(chǎng)構(gòu)成的電子透鏡實(shí)現(xiàn)會(huì)聚和發(fā)散作用。其中的一種電子透鏡由兩個(gè)金屬圓環(huán)M、N組成，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，圖乙為圖甲的截面示意圖。顯微鏡工作時(shí)，兩圓環(huán)的電勢(shì)，圖乙中虛線表示兩圓環(huán)之間的等勢(shì)面（相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相等）�，F(xiàn)有一束電子經(jīng)電壓U加速后，沿著平行于兩金屬圓環(huán)軸線的方向進(jìn)入金屬圓環(huán)M。根據(jù)題目信息和所學(xué)知識(shí)，下列推斷正確的是

A.電子比可見光的波動(dòng)性強(qiáng)，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(duì)入射的電子束能起到發(fā)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(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光的波長(zhǎng)短，因此不容易發(fā)生明顯衍射，A錯(cuò)誤；

B．波長(zhǎng)越短，衍射現(xiàn)象越不明顯，根據(jù)德布羅意物質(zhì)波波長(zhǎng)關(guān)系式可知，增大電子的加速電壓U，電子的速度增大，波長(zhǎng)減小，則顯微鏡的分辨率增大，B正確；

C．由于兩圓環(huán)的電勢(shì)，根據(jù)等勢(shì)面的特點(diǎn)可知，電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面向且凹側(cè)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(chǎng)線，所以該電子透鏡對(duì)入射的電子束能起到會(huì)聚作用，C錯(cuò)誤；

D．如上圖所示，電子在穿越電子透鏡的過程中，電場(chǎng)力一直對(duì)電子做正功，所以電子速度不斷增大，D錯(cuò)誤。

故選B。