電子光學(xué)基礎(chǔ)ppt課件(2)-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 電磁透鏡的像差和理論分辨本領(lǐng) 電磁透鏡的像差和理論分辨本領(lǐng) 電磁透鏡的分辨本領(lǐng)除受 λ影響外，還受衍射效應(yīng)、球差、色差、軸上像散等因素的影響。 和光學(xué)顯微鏡相比，分辨率從提高了 1000倍， 電磁透鏡的理論分辨本領(lǐng)為 。在 的條件下，場(chǎng)深 由于電子透鏡場(chǎng)深大（ 200~2022nm），故對(duì)加速電壓為 100KV的電鏡，樣品厚度一般控制在 200nm 以下，在透鏡場(chǎng)深范圍內(nèi)，試樣各種位均能調(diào)焦成像。這種特點(diǎn)在電子顯微鏡的應(yīng)用和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上具有重大意義?？梢?jiàn)，焦深是很大的。 電磁透鏡的場(chǎng)深和焦深 場(chǎng)深或者景深 當(dāng)透鏡焦距、物距一定時(shí)，像平面在一定的軸向距離內(nèi)移動(dòng)，也會(huì)引起失焦。 電磁透鏡的像差和理論分辨本領(lǐng) 衍射效應(yīng)對(duì)分辨本領(lǐng)的影響： Rayleigh公式： 例：電磁透鏡的孔徑半角的典型值僅為102103rad。隨磁激電流的增大而減少 . 成像電子束的變化率 色差 影響因素 電磁透鏡的像差和理論分辨本領(lǐng) 引起電子束能量變化的主要有兩個(gè)原因： 一是電子的加速電壓不穩(wěn)定； 二是電子束照射到試樣時(shí)，和試樣相互作用，一部分電子發(fā)生非彈性散射，致使電子的能量發(fā)生變化。 球差是電子顯微鏡最主要的像差之一，決定了顯微鏡的分辨本領(lǐng)。 磁透鏡和靜電透鏡的比較 電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和磁透鏡 第一節(jié) 電子光學(xué)基礎(chǔ) 光學(xué)顯微鏡的局限性 電子的波性以及波長(zhǎng) 電子在靜電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和電子透鏡 電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和磁透鏡 電磁透鏡的像差和理論分辨本領(lǐng) 電磁透鏡的場(chǎng)深和焦深 電磁透鏡的像差和理論分辨本領(lǐng) 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的磁場(chǎng)可以使電子束聚焦成像，但要得到清晰而又與物體的幾何形狀相似的圖像，必須有以下幾個(gè)前提： （ 1） 磁場(chǎng)的分布是嚴(yán)格軸對(duì)稱(chēng)的。 電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和磁透鏡 鐵殼型電磁透鏡： 將短線圈包一層軟鐵殼，只在線圈中部留一環(huán)形間隙，線圈激磁產(chǎn)生的磁力線集中在透鏡中心間隙附近，使得環(huán)狀間隙處有很強(qiáng)的磁場(chǎng)。 電磁透鏡比恒磁透鏡使用方便和廣泛 電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和磁透鏡 磁透鏡 電磁透鏡 電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和磁透鏡 磁透鏡 電磁透鏡的聚焦原理 : 通電的短線圈就是一個(gè)簡(jiǎn)單的電磁透鏡，它能造成一種軸對(duì)稱(chēng)不均勻分布的磁場(chǎng)。 ?????? BVeF 電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和磁透鏡 Lorentz力在電荷運(yùn)動(dòng)方向上的分量永遠(yuǎn)為零，因此該力不作功，不能改變電荷運(yùn)動(dòng)速度的大小，只能改變它的運(yùn)動(dòng)方向，使之發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 電子在靜電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 電子在靜電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和靜電透鏡 電場(chǎng)對(duì)電子的折射 1221s ins inVV??????1221s ins innn??????介質(zhì)對(duì)光的折射 說(shuō)明電場(chǎng)中的等電位面是對(duì)電子折射率相同的表面，與光學(xué)系統(tǒng)中兩介質(zhì)界面起折射作用相同。 解：靜止電子經(jīng)電壓 U加速后的動(dòng)能 電子的波性以及波長(zhǎng) 電子的波性以及波長(zhǎng) 電子的波長(zhǎng)與其加速電壓（ U 伏特）有關(guān) 即若被 150伏的電壓加速的電子，波長(zhǎng)為 1 埃。電子束在穿過(guò)細(xì)晶體粉末或薄金屬片后，也象 X射線一樣產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。 .s i nR 0N .An??????? 光學(xué)顯微鏡的局限性 光學(xué)透鏡分辨本領(lǐng) ΔR0的公式： .s i nR 0N .An???????1 對(duì)于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)在 390~770nm之間 2 N?A值均小于 1，最大只能達(dá)到 ~ 光學(xué)顯微鏡其最大的分辨能力為 200nm 增大 N?A值是有限的，解決的辦法是減小波長(zhǎng) λ 高能輻射區(qū) γ射線 能量最高 ， 來(lái)源于核能級(jí)躍遷 χ射線 來(lái)自?xún)?nèi)層電子能級(jí)的躍遷 光學(xué)光譜區(qū) 紫外光 來(lái)自原子和分子外層電子能級(jí)的躍遷 可見(jiàn)光 紅外光 來(lái)自分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷 波譜區(qū) 微波 來(lái)自分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)及電子自旋能級(jí)躍遷 無(wú)線電波 來(lái)自原子核自旋能級(jí)的躍遷 電磁波譜：電磁輻射按波長(zhǎng)順序排列 。 本課程所涉及的電子
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