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文档简介

1第一章

电子光学基础与电子透镜2第一节电子光学基础光的折射n1n2v1v2θ

γ

3光学透镜成像ABB’A’FFL1L2f5加发散透镜消除球差6平面B透镜平面物P光轴平面A成像误差像散7色差成像误差9(1-1)电子的波动性及其波长

运动的微观粒子具有波动性，也就是说每一束匀速直线运动的微观粒子都与一个波相对应，这个波的波长与粒子的运动速度、粒子质量m之间存在以下关系：10一个初速度为零的电子，在加速电压U的作用下获得的运动速度为，根据能量守恒定律：(1-2)因此，11加速电压比较低时，电子运动速度比光速小得多，它的质量近似等于电子静止质量，即：m=m0。由式（1-1)和式（1-2）整理得：（1-3）13在电子显微镜中，一般电子的加速电压为几十千伏，因此电子波长的计算，必须引入相对论校正。考虑电子运动的相对论效应，运动电子的质量为：（1-5）相应电子的能量为：（1-6）14将(1-1)、(1-5)和(1-6)三个式子整理，得到：（1-7）把h、e、m0的值代入上式得到：（1-8）其中λ的单位为埃Å，U单位为伏特。15表1-1电子波长(经过相对论修正)加速电压(kV)电子波长（Å

）加速电压(kV)电子波长（Å

）123451020300.3880.2740.2240.1940.1730.1220.08590.06984050608010020050010000.06010.05360.04870.04180.03700.02510.01420.0068717电子在磁场中的运动18第二节电子透镜SI电子在轴对称磁场中的运动轨迹19

静电透镜

光学玻璃凸透镜212223软铁线圈极靴dz

强磁透镜构造图磁透镜构造25Oz带铁壳的带极靴的透镜O’26有极靴B（z）没有极靴无铁壳z磁感应强度分布图29第三节电子透镜的缺陷和理论分辨距离30αP’P’’透镜物P光轴球差最小散焦斑NM31最小散焦斑半径球差还原到物平面上消除方法32理想像枕形畸变像桶形畸变像旋转畸变像像畸变33像散平面BPA弱聚焦方向物P光轴PBfA平面A强聚焦方向34还原到物平面上像散最小散焦斑半径电磁式消像散器NSNSSSNNSS消除方法36色差37最小散焦斑，还原到物平面上，半径为电子束能量变化的原因消除方法色差38

在电子透镜中，球差对分辨本领的影响最为重要，因为没有一种简便的方法使其矫正，而其它象差，可以通过一些方法消除。39电子透镜的理论分辨本领衍射效应确定的透镜的分辨本领电镜情况下球差确定的透镜的分辨本领40电子透镜的理论分辨本领考虑球差和衍射两种效应：相应的最佳分辨本领：41目前通用的比较精确的理论分辨率公式和最佳孔径角公式为：将各类电镜缺陷的影响减至最小，电子透镜的分辨本领比光学透镜提高了一千倍左右。电子透镜的理论分辨本领42RPQDfL1L2透镜象平面2X2MX

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