電子光學(xué)基礎(chǔ)ppt課件(2)-資料下載頁
2025-05-01 18:09本頁面
【正文】 Δr0 ：成像物體上能分辨出來的兩個物點間的 最小距離，表示透鏡分辨本領(lǐng)的大小。 λ： 波長 。 n ： 介質(zhì)的相對折射系數(shù) α: 透鏡的孔徑半角 只考慮衍射效應(yīng)時，在照明光源和介質(zhì)一定的條件下，孔徑半角越大，透鏡的分辨本領(lǐng)越高。 電磁透鏡的像差和理論分辨本領(lǐng) 衍射效應(yīng)對分辨本領(lǐng)的影響： Rayleigh公式： 例：電磁透鏡的孔徑半角的典型值僅為102103rad。如果加速電壓為 100kV，孔徑半角為 102rad，那么分辨本領(lǐng)為： d0 = 103/102 = nm 電磁透鏡的像差和理論分辨本領(lǐng) 像差對分辨本領(lǐng)的影響： 由于球差、像散和色差的影響，物體上的光點在像平面上均會擴展成散焦斑，個散焦斑的半徑也就影響了透鏡的分辨本領(lǐng) 。 僅考慮衍射效應(yīng)和球差時，電磁透鏡的理論分辨本領(lǐng)為 A為常數(shù)，為 ~ Cs 透鏡的球差系數(shù) 電磁透鏡的像差和理論分辨本領(lǐng) 公式說明，雖然電子波長僅為可見光波長的十萬分之一，但是電磁透鏡的本領(lǐng)并沒有提高十萬倍。這主要是受像差，尤其是球差的限制。 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 。 隨高壓電子束（ 500~3000KV）做照明源及用低球差透鏡，理論上可達 。 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 電子在靜電場中的運動和電子透鏡 電子在磁場中的運動和磁透鏡 電磁透鏡的像差和理論分辨本領(lǐng) 電磁透鏡的場深和焦深 電磁透鏡的兩個重要特征： 第一個是 分辨率高 第二個是 場深（景深）大，焦深長。 電磁透鏡的場深和焦深 場深或景深是指在保持象清晰的前提下，試樣在物平面上下沿鏡軸可移動的距離，或者說試樣超越物平面所允許的厚度。 電磁透鏡的場深和焦深 場深或者景深 當透鏡焦距、物距一定時，像平面在一定的軸向距離內(nèi)移動，也會引起失焦。如果失焦尺寸不超過由衍射效應(yīng)和像差引起的散焦斑，那么像平面在一定的軸向距離內(nèi)移動，對透鏡像分辨率并不產(chǎn)生影響。 電磁透鏡的場深和焦深 如 埃， 弧度時， 大約是 1400埃，這就是說，厚度小于 1400埃的試樣，其間所有細節(jié)都可調(diào)焦成象。 電磁透鏡的場深和焦深 場深的關(guān)系可以從圖推導(dǎo)出來。在 的條件下，場深 由于電子透鏡場深大（ 200~2022nm），故對加速電壓為 100KV的電鏡，樣品厚度一般控制在 200nm 以下，在透鏡場深范圍內(nèi)，試樣各種位均能調(diào)焦成像。 是指在保持象清晰的前提下，象平面沿鏡軸可移動的距離，或者說觀察屏或照相底版沿鏡軸所允許的移動距離。 電磁透鏡的場深和焦深 焦深 從原理上講，當透鏡焦距、像距一定時，只有一層樣品平面與透鏡的理想物平面重合，能在透鏡像平面上獲得該層平面的理想圖象，而偏離理想物平面的物點都存在一定程度的失焦，他們在透鏡像平面上將產(chǎn)生具有一定尺寸的失焦圓斑，如果失焦圓斑尺寸不超過由衍射效應(yīng)和像差引起的散焦斑，那么對透鏡像分辨本領(lǐng)并不產(chǎn)生影響。 電磁透鏡的場深和焦深 電磁透鏡的場深和焦深 焦深 這里的 M是總放大倍數(shù)?？梢?，焦深是很大的。 場深大（ 200~2022nm） 焦深長（ 80cm） 當然，這一結(jié)果只有在 Di《 L1 時才是正確的，即便如此，所得的也是很大的。因此，當用傾斜觀察屏觀察象時，以及當照相底片不位于觀察屏同一象平面時， 所拍照的象依然是清晰的。 電磁透鏡的場深和焦深 焦深 當 r=1nm α=102rad M=2022 倍時 Di=80cm 電子透鏡所以有這種特點，是由于所用的孔徑角非常小的緣故。這種特點在電子顯微鏡的應(yīng)用和結(jié)構(gòu)設(shè)計上具有重大意義。 電磁透鏡的場深和焦深 場深或者景深 焦深 景深 場深大（ 200~2022nm） 焦深長（ 80cm） 本節(jié)課的重點內(nèi)容 1. 電子顯微分析的特點是什么？什么是電子顯微分析？ 2. 顯微鏡的分辨本領(lǐng)和數(shù)值孔徑？ 3. 電子波長由什么決定？ 4. 什么是靜電透鏡和磁透鏡？各有什么特點？ 5. 電磁透鏡的像差有哪幾種？產(chǎn)生原因及克服方法？ 6. 電磁透鏡的場深和景深？
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