第八章电子光学基础.ppt

*第1页，共19页，星期日，2025年，2月5日第二篇材料电子显微分析第八章电子光学基础第九章透射电子显微镜第十章电子衍射第十一章晶体薄膜衍衬成像分析第十二章高分辨透射电子显微术第十三章扫描电子显微镜第十四章电子背散射衍射分析技术第十五章电子探针显微分析第十六章其他显微结构分析方法第2页，共19页，星期日，2025年，2月5日第八章电子光学基础本章主要内容第一节电子波与电磁透镜第二节电磁透镜的像差与分辨率第三节电磁透镜的景深和焦长第3页，共19页，星期日，2025年，2月5日一、光学显微镜的分辨率极限分辨率指物体上所分辨的两个物点的最小间距。光学显微镜的分辨率为，(8-1)式中，?为光源波长。表明，光学显微镜的分辨率取决于光源波长，约为波长的一半。可见提高分辨率关键在于减小光源的波长。在可见光波长范围内，其分辨率极限为200nm显微镜光源首先要具有波动性，其次要有能使其聚焦的装置1924年电子衍射实验证实电子具有波动性，波长比可见光短十万倍；1926年发现用轴对称非均匀磁场能使电子波聚焦；1933年设计并制造出世界上第一台透射电子显微镜第一节电子波与电磁透镜第4页，共19页，星期日，2025年，2月5日二、电子波的波长特性电子波的波长取决于电子运动速度和质量，即(8-2)式中，h是普朗克常数；m是电子质量；v是电子的速度，它与加速电压U的关系即(8-3)式中e为电子的电荷。由式(8-2)和式(8-3)得(8-4)第一节电子波与电磁透镜第5页，共19页，星期日，2025年，2月5日二、电子波的波长特性若电子速度较小，其质量和静止时相近，m?m0；否则，m需经相对论校正(8-5)式中，c为光速。不同加速电压下电子波的波长见表8-1可见光波长为390~760nm，在常用加速电压下，电子波波长比可见光小5个数量级U/kV?/nmU/kV?/nmU/kV?/nm200.00859800.004182000.00251400.006011000.003715000.00142600.004871200.0033410000.00087表8-1不同加速电压下电子波的波长(经相对论校正)第一节电子波与电磁透镜第6页，共19页，星期日，2025年，2月5日三、电磁透镜电子显微镜中利用磁场使电子波聚焦成像的装置称电磁透镜如图8-1所示，通电的短线圈是最简单的电磁透镜，形成一种轴对称不均匀的磁场