编者寄语：
啊，标题好像不太严谨，电镜实验室环境对电镜本身是没有什么影响的，影响的只是成像质量，影响的只是电镜能否呈现最佳性能。这不是废话，许多新用户都问过我，“振动超标？电镜这么精密的仪器，会不会震坏呀？”“磁场超标？电镜会不会磁化呀？对操作人员有没有影响呀？”某公司的扫描电镜和透射电镜，身历汶川地震（具体位置在绵阳）而毫无影响，地震后开机，一切正常。几个几十个毫高斯磁场既不会磁化电镜也不会影响操作人员健康（曾经查到过一个上海市暂行卫生标准，该标准认为，五高斯以下磁场是安全的，5个高斯！还远着呢）。跑题了跑题了，打住。
电子显微镜工作时，精细的电子束要在很高的真空环境中飞行0.7米（扫描电镜）到2米以上（透射电镜）。一路上，周边的磁场、脚下地面的振动、空气中有噪声还有气流，这些都会诱使电子束偏离我们期望它走的路径，直接致使成像质量变差，所以对于周边的环境就有一些特殊的要求（其它大多数仪器都是电子乖乖地在导体和半导体中流动，基本不会被周边环境干扰），以确保电子束能够规规矩矩，不乱跑乱动。
在本专题系列讨论中，DC特指频率在0.001～1Hz的准直流（即near DC，也有称为近直流的）电磁干扰，AC特指为以50Hz为基频、不超过五次谐波（250Hz）的交流电磁干扰。对电镜干扰大的不是均方根有效值，而是峰峰值（peak to peak,简写为p-p），以后不特别说明的都是峰峰值。比如3mG，就是峰峰值为3毫高斯（3mGauss p-p）的电磁干扰。为什么特地说明一下呢？因为各种手持式简易磁场测试仪显示的都是均方根有效值，测出的数值往往比我们相知道的峰峰值小许多（电源的高次谐波越严重，波峰因数就越高，实测中碰到过波峰因数超过10的情况）。
纯直流磁场只会使全部电子束稳定偏移相同角度、也就是只会使全部像素点稳定偏移相同的方向和距离，并不会影响成像质量；350Hz以上的高频AC（除非刻意制造，否则很难见到它们踪影）电磁干扰对成像质量影响极小，实际工作中可以忽略，所以我们后面就不讨论它们啦。
振动也是一个经常谈起的话题，低频微振是我们重点关注对象（很遗憾我们人类很难直接查觉。曾经不止一次有人在测试现场质疑我的测试结果，理由就是“我怎么没有感觉”）。干扰电镜的振动大多数不是由某振动源单一产生的（特殊情况时也会有关闭某一振动源后环境振动明显变化现象），多数情况下不能简单地依靠关闭振动源来解决振动问题，我们将在后面陆续展开的专题中分别讨论。
噪声声波（还有气流，就是空调吹出来的风啦）都会作用在镜筒上引发振动，对电镜成像质量的影响等同于振动。注意讨论振动时一定不能忽略频率，离开频率谈振幅，就是什么什么来着，呵呵。为什么又要特地说明一下呢？因为各种手持式简易噪声测试仪没有傅里叶变换，显示的数值参考意义不大（咳，还是说有点参考价值吧，怕抬杠）。
地线对电镜的影响往往超乎大多数人的想象。什么？一根地线有什么可大惊小怪的？哎哎，这也是电镜实验室环境的特殊性之一啦，我们在后面详细讨论吧。
对了，还有UPS。故弄玄虚吧？不就是个不间断电源嘛，这玩意儿现在到处都是，也有什么说道吗？不好意思，还真有，我们后面慢慢聊。
本专题系列中，我们主要想讨论以上几方面问题，没漏掉什么吧？好吧，出发！
正文：
被动式低频电磁屏蔽主要有两种方法，区别在于屏蔽材料：一种是使用高导磁材料（如钢、硅钢、玻莫合金等），另一种是使用高导电材料（如铜、铝等材料），虽然两种方法的工作机理不同，但是均可达到较好的减弱环境磁场效果。
A．使用高导磁材料（以下简称磁路分流法）的理论依据是：使用高导磁材料将一个有限空间A全维度包裹起来，在环境磁场强度为Ho时，由于高导磁材料的磁阻远远小于空气（普通Q195钢板磁导为4000，硅钢为8000～12000，玻莫合金为24000，空气为近似1），借用欧姆定律可以知道，当Rs远小于Ro时，Hi将远小于Ho。磁力线被低磁阻材料分流，有限空间A内的磁场强度下降到Hi，达到消磁效果（参见图一和图二。其中Ri为A空间的空气磁阻，Rs为屏蔽体的磁阻）。屏材内部的磁畴在磁场作用下产生振动，将磁能以热量的形式耗散。
由于硅钢和玻莫合金都存在导磁率各向异性、施工时不能敲击和折弯焊接（虽然理论上可以热处理改善，但实际上面对这样大型的固定式产品，那是不可能的，办不到啊），所以它们实际效能要大大打一个折扣！不过在某些特殊部位，不需要敲击折弯和焊接的情况下，做补充或加强还是可以的。
高导磁材料价格昂贵，所以在电镜磁屏蔽中一般不会大量应用，仅见于少数特殊部位（如门缝、波导口等）。
磁路分流法的屏效与屏材厚度有关，大致成线性相关，理论上可以做到无限小。
B．使用高导电材料（以下简称感生磁场法）的理论依据是：使用高导电材料将一个有限空间全维度包裹起来，环境磁场以其电场分量作用于屏蔽体，产生感生电动势，进而产生感生电流以及感生磁场。从电磁学基本原理可知，这个感生磁场与原有磁场大小相同（由于存在电阻，所以会略小一点）、方向相反（由于存在相位差，所以相位略有滞后），这样有限空间内的磁场被抵消，强度下降，达到消磁效果。
有兴趣还可以参考三相异步鼠笼式电动机的工作情况，这样可以对感生磁场法有进一步的理解，注意异步鼠笼式电动机无论如何不可能达到旋转磁场（50Hz×60s=3000转/分钟）的转速，因为那时鼠笼条不能切割磁力线，也就不能产生感应电流、不能产生感生磁场、失去驱动力了。
感生磁场法的屏效与屏材厚度在一定范围区间内无关。
C．两种方法的共同之处：拼接焊缝需要全满焊、焊缝高度不得低于屏蔽体母材厚度；必须注意各种尺度的开口及波导口设计。设计/制作是否成功，将严重影响屏效（适用木桶短板理论）。另外还需注意，屏蔽室內电镜位置的震动不得大于周边环境（曾经多次检测到磁场合格了，震动却反而比原来更大造成超标）。
从它们的基本工作原理可以看出（磁畴在DC磁场下不会振动以产生热能的形式消耗磁场能量；DC磁场也不能产生感生反向电动势），磁路分流法和感生磁场法对DC完全无效。对near DC也基本无效（必要时还是要配备一套主动式消磁器改善near DC电磁干扰）。
D．简单列个表格比较一下吧（相同部分就不说了）：
优 点 | 缺 点 | |
磁路分流法 | 成本低，屏效可调（理论上无限） | 重量较大 |
施工制作方便 | 施工制作难度略大 | |
感生磁场法 | 重量较轻（铝） | 使用有色金属材料 |
基本机理决定屏效有限 |
仔细分析下来，还是磁路分流法占优。据本人非准确统计，国内现有磁屏蔽约400～600个，其中大多数是磁路分流法，感生磁场法估计约十分之一二。
主动式低频消磁器在本系列之四《主动式低频消磁系统》中介绍过了，这里就不重复了，直接比较一下吧。
与制作重量大、工期长、额外占用空间和成本高的低频电磁屏蔽相比。主动式低频消磁器体积小重量轻价格低、对环境无影响、可以后期购买安装等优点是很突出的。
不过还有一点必须说一下：磁屏蔽往往是个“交钥匙”项目，就是说做磁屏蔽时往往连带把电、水、空调、照明、网络还有监控什么的统统包括进去了，如果反正要改造的话，性价比倒也挺高的呢。
总体说来，被动式磁屏蔽的效果优于消磁器，但是由于前述原因，某些环境下也只能选配消磁器。
扫描电镜一般几种方法都区别不大，透射电镜建议还是尽量选用磁屏蔽（差点忘了说，透射电镜对磁场要求一般比扫描电镜要高一大截呢，呵呵）。
（待续）
