Cтраница 2
Однако не следует переоценивать влияние световой оптики на электронную. Все положения электронной оптики, установленные методами, свойственными световой геометрической оптике, могут быть доказаны и путем непосредственного исследования движения заряженных частиц в электрических и магнитных полях. Необходимые дифференциальные уравнения, описывающие это движение, заимствуются из динамики материальной точки. [16]
![]() |
Диафрагма с круглым. [17] |
Это уравнение соответствует теореме Гельмгольца-Лагранжа световой оптики. [18]
Во-вторых, показатель преломления в световой оптике меняется скачком на границе двух сред с различными показателями преломления, в то время как в электронной оптике потенциал, а следовательно, и показатель преломления, меняется непрерывно от точки к точке. В связи с этим путь светового луча обычно является ломаной, состоящей из отрезков прямых, а траектория электрона представляется плавной кривой. [19]
Так же как и в световой оптике, это пятно является результатом одновременного действия пяти частных видов геометрических и хроматической аберраций, свойственных всем фокусирующим системам. [20]
В теории электронной оптики широко используются принципы геометрической световой оптики, однако нельзя забывать о важных практических различиях электронного и светового микроскопов. Во-первых, оптические линзы могут быть гораздо совершеннее электронных: угол фокусировки электронных линз во много раз меньше, чем у оптических. Во-вторых, электроны сильно поглощаются и рассеиваются веществом и когерентно отражаются поверхностью только при малых углах падения. Таким образом, в электронном микроскопе нельзя получить пучка электронов, падающих строго вертикально, и на просвет могут быть исследованы только очень тонкие объекты. [21]
По аналогии с существующими формирующими системами в световой оптике ( стеклянные линзы) и в электронной олтпке создаются устройства, которые фокусируют пучок электронов, выходящий из какого-либо источника, например из катода, в точку, или образуют мнимое изображение, которое лежит в поперечном сечении растянутого электронного луча. Такого рода устройства вполне обоснованно называют электронными линзами. В световой оптике получение оптического изображения основано на кривизне пограничных плоскостей между стеклянной линзой и окружающим воздухом; аналогично этому в электронной оптике оно основано на почти сферической кривизне эквипотенциальных поверхностей в электрическом и магнитном поле, сформированном электронной линзой. Для описания свойств электронной линзы используют такие понятия световой оптики, как фокусное расстояние в пространстве изображения и предметном пространстве, удаленность предмета и изображения, главная плоскость Пространства изображения и предметного пространства. [22]
Если электронной линзе с вращательной симметрией в световой оптике соответствует обычная круглая стеклянная линза, то электронной линзе с нарушенной вращательной симметрией соответствует светоопти-ческая система из круглой и цилиндрической стеклянных линз. Подобная система является также астигматичной. [23]
В заключене этого раздела заметим, что в световой оптике мощным средством создания качественных объективов является комбинация собирающих и рассеивающих линз, у которых коэффициенты аберрации имеют разные знаки. [24]
Это уравнение справедливо также и для стеклянных линз в световой оптике. [25]
При движении электрона в магнитном поле прямая аналогия со световой оптикой отсутствует. Если электрон движется параллельно линиям магнитного поля, то оно не оказывает действия на электрон. Если электрон попадает в однородное магнитное поле с некоторой начальной скоростью, направленной перпендикулярно линиям магнитного поля, то он будет вращаться по окружности в плоскости, перпендикулярной магнитным линиям. Электрон, влетевший в магнитное поле под некоторым углом а к магнитным линиям, движется по винтовой спирали. Шаг винтовой спирали зависит от магнитной индукции и угла а, а радиус спирали зависит, кроме того, от начальной скорости электрона. [26]
![]() |
Построение изображения в короткой электронной линзе с помощью лучей, проходящих параллельно оси и через фокус. [27] |
Для построения изображения в этом случае, как и в световой оптике, целесообразно использовать луч, параллельный оси, и луч, проходящий через фокус. [28]
![]() |
К выводу формулы. [29] |
Такие же выражения для q можно получить с помощью метода Френеля из световой оптики, полагая, что амплитуда, рассеянная одной ячейкой, - f, а распределение рассеивающих ячеек непрерывно по фронту волны. [30]