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在X射線儀器中，電子探針是一類較為特殊的分析儀器。電子探針專門用于微區成分分析，它利用細聚焦電子束作為探針，可因此以只激發檢測對象的某一微小區域。與其他X射線儀器相同，電子探針的原理也是激發試樣，使其產生特征X射線，檢測該X射線的波長和強度，從而對微區的元素作定性或定量分析。
電子探針的分析方法主要有定點分析、線掃面分析和面掃描分析。
(1) 定點分析
定點分析是對試樣某一定點進行成分及含量分析。其原理如下：用光學顯微鏡或熒光屏顯示的圖像選定需要分析的點，使聚焦電子束照射在該點上，激發試樣元素的特征X射線，用波譜儀或能譜儀測定該點的元素組成和含量。聚焦電子束斑可以集中在試樣中直徑為1μm的微區范圍內測定該點的組成與含量，因此定點分析又稱為微區分析。
(2) 線掃描分析
入射電子束在樣品表面對選定的直線軌跡(穿越礦物或界面)掃描，使能譜儀固定檢測所含某一元素的特征X射線信號，并將其強度在熒光屏上顯示，可以系統地取得有關元素分布不均勻的資料。通常直接在二次電子或背散射電子像上疊加顯示沿掃描方向的X射線強度分布曲線，可以更加直接地表明元素濃度不均勻性與礦石結構之間的關系。線掃描對于測定元素在礦物內部的富集與貧化十分有效。
(3) 面掃描分析
讓入射電子束在樣品表面進行二維面掃描，能譜儀固定接受其一元素的特征X射線信號，在熒光屏上得到由許多亮點所組成的圖像，稱為X射線面掃描像或元素面分布圖像。圖像亮點較密區域應是樣品表面該元素含量較高的地方，所以X射線掃描像可以提供元素濃度的面分布不均勻的資料，并可以同礦物的顯微結構聯系起來。面掃描分析對于分析礦物的固溶體分解結構以及礦物內部微細包裹體等內容是非常有效的。
微區成分分析可以分析非常小的區域內的成分，在物理學、化學、材料科學、生命科學等領域都有較多的應用。電子探針作為微區分析的常見方式，也是相關學科領域研究的必要工具。不同的掃描分析方法也讓電子探針可以擁有更多樣的應用。
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