電磁透鏡的像差課件

人的差異在于業(yè)余時間電磁透鏡的像差人的差異在于業(yè)余時間電磁透鏡的像差1第一節(jié)電子光學(xué)基礎(chǔ)電子光學(xué)是研究帶電粒子《電子、離子)在電場和磁場中運動,特別是在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)、聚焦和成像規(guī)律的一門科學(xué)。它與幾何光學(xué)有很多相似之處1)幾何光學(xué)是利用透鏡使光線聚焦成像,而電子光學(xué)則利用電、磁場使電子束聚焦成像,電、磁場起著透鏡的作用。2)幾何光學(xué)中,利用旋轉(zhuǎn)對稱面作為折射面,而電子光學(xué)系統(tǒng)中,是利用旋轉(zhuǎn)對稱的電、磁場產(chǎn)生的等位面作為折射面。因此涉及的電子光學(xué)主要是研究電子在旋轉(zhuǎn)對稱電、磁場中的運動規(guī)律第一節(jié)電子光學(xué)基礎(chǔ)23)電子光學(xué)可仿照幾何光學(xué)把電子運動軌跡看成射線,并由此引入一系列的幾何光學(xué)參數(shù)來表征電子透鏡對于電子射線的聚焦成像作用。但應(yīng)注意電鏡中的電子光學(xué)(1)是真空中的靜場,即電、磁場與無關(guān),且處于真空中。(2)入射的電子束軌跡必須滿足離軸條3)電子光學(xué)可仿照幾何光學(xué)把電子運動軌3lrP≈0<<1(2)lrP≈04光學(xué)顯微鏡的局限性光學(xué)顯微鏡的“分辨本領(lǐng)”是表示一個光學(xué)系統(tǒng)剛能清楚地分開兩個物點間的最小距離,距離越小分辨能力越高。阿貝根據(jù)衍射理論導(dǎo)出的光學(xué)透鏡分辨能力的公0.61入nmnsindsina稱為數(shù)值孔徑,用N.A表示。由(3)式可知,透鏡的分辨率r值與N.A成反比與λ值成正比,r值越小,分辨本領(lǐng)越高。光學(xué)顯微鏡的局限性5當(dāng)用可見光作光源,采用組合透鏡、大的孔徑角、高折射率介質(zhì)浸沒物鏡時,N.A值可提高到16。最佳情況的逶鏡分辨極限是200nm要進一步提高顯微鏡的分辨能力,就必須用更短波長的照明源。X射線波長很短,在0.05~10nm范圍,但其聚焦成像較為困難。電子束流具有波動性,且波長比可見光短得多。顯然,如果用電子束做照明源制成電子顯微鏡將具有更高的分辨本領(lǐng)。當(dāng)用可見光作光源,采用組合透鏡、大6電子的波動性及其波長1924年,德布羅意提出了運動著的微觀粒子也具有波粒二象性的假說。這個物質(zhì)波的頻率和波長與能量和動量之間的關(guān)系如E=hvPh(5)由此可得德布羅意波波長λ(6運動中的電子也必伴隨著一個波—電子波。電子的波動性及其波長7個初速度為零的電子,在電場中從電位為零的點受到電位為的作用,其獲得的動能和運動速度之間的關(guān)系為:(7)當(dāng)加速電壓較低時,v<<c(光速),電子質(zhì)量近似于靜止質(zhì)量m,由(6)、(7)式整理得1501225(8nemov電子波長與其加速電壓平方根成反比,加速電壓高,電子波長越短個初速度為零的電子,在電場中從電位為8當(dāng)加速電壓較高時,電子運動速度增大電子質(zhì)量也隨之增大,必須用相對論進行校正:h12.252em,V(1+,(1+0.9785×10V)emc加速電壓電子波長加速電壓電子波長(kV)nm)nm0.0388800.004180.01221000.00370200.008592000.00251300.006985000.00142500.0053610000.00087當(dāng)加速電壓較高時,電子運動速度增大9三、電子在電磁場中的運動和電子透鏡電鏡中,用靜電透鏡作電子槍,發(fā)射電子束;用磁透鏡做會聚透鏡,起成像和放大作用。靜電透鏡和磁透鏡統(tǒng)稱電子透鏡,它們的結(jié)構(gòu)原理由Husch奠定的1.電子在靜電場中的運動電子在靜電場中受到電場力的作用將產(chǎn)生加速度。初速度為0的自由電子從零電位到達V電位時,電子的運動速度v為:(10即加速電壓的大小決定了電子運動的速度。三、電子在電磁場中的運動和電子透鏡10當(dāng)電子的初速度不為零、運動方向與電場力方向不一致時,電場力不僅改變電子運動的能量,而且也改變電子的運動方向AB上方電位為v方為V2,電子通過V1、V2的界面時,電子的運動方向突變,電子運動的速度從v1變?yōu)関2。因為電場力的方向總是指向等電位面的法線,從低電位指向高電位而在電位面的切線方向的作用力為0。也就是說在該方向的速度分量不變。所以有:sinev,sine=v2siny或sInyV,又因為:v2evV2sin0v.v.則:(12SInV,2,當(dāng)電子的初速度不為零、運動方向與電場力方向11電磁透鏡的像差課件12電磁透鏡的像差課件13電磁透鏡的像差課件14電磁透鏡的像差課件15電磁透鏡的像差課件16電磁透鏡的像差課件17電磁透鏡的像差課件18電磁透鏡的像差課件19電磁透鏡的像差課件20電磁透鏡的像差課件21電磁透鏡的像差課件22電磁透鏡的像差課件23電磁透鏡的像差課件24電磁透鏡的像差課件25電磁透鏡的像差課件26電磁透鏡的像差課件27電磁透鏡的像差課件28電磁透鏡的像差課件29電磁透鏡的像差課件30謝謝！21、要知道對好事的稱頌過于夸大，也會招來人們的反感輕蔑和嫉妒。——培根

22、業(yè)精于勤，荒于嬉；行成于思，毀于隨?！n愈

23、一切節(jié)省，歸根到底都歸結(jié)為時間的節(jié)省。——馬克思

24、意志命運往往背道而馳，決心到最后會全部推倒。——莎士比亞

25、學(xué)習(xí)是勞動，