材料分析测试复习题及答案材料分析测试复习题及答案材料分析测试复习题及答案1、分析电磁透镜对波得聚焦原理,说明电磁透镜得结构对聚焦能力得影响。解:聚焦原理:通电线圈产生一种轴对称不均匀分布得磁场,磁力线围绕导线呈环状。磁力线上任一点得磁感应强度B可以分解成平行于透镜主轴得分量Ｂz和垂直于透镜主轴得分量Br。速度为V得平行电子束进入透镜磁场时在A点处受到Br分量得作用,由右手法则,电子所受得切向力Ft得方向如下图(b);Fｔ使电子获得一个切向速度Ｖｔ,Vｔ与Bｚ分量叉乘,形成了另一个向透镜主轴靠近得径向力Fr,使电子向主轴偏转。当电子穿过线圈到达B点位置时,Br得方向改变了180°,Fｔ随之反向,但就就是只就就是减小而不改变方向,因此,穿过线圈得电子任然趋向于主轴方向靠近。结果电子作圆锥螺旋曲线近轴运动。当一束平行与主轴得入射电子束通过投射电镜时将会聚焦在轴线上一点,这就就就是电磁透镜电子波得聚焦对原理。(教材１3５页得图9、１a,ｂ图)电磁透镜包括螺旋线圈,磁轭和极靴,使有效磁场能集中到沿轴几毫米得范围内,显著提高了其聚焦能力。2、电磁透镜得像差就就是怎样产生得,如何来消除或减小像差？解:电磁透镜得像差可以分为两类:几何像差和色差。几何像差就就是因为投射磁场几何形状上得缺陷造成得,色差就就是由于电子波得波长或能量发生一定幅度得改变而造成得。几何像差主要指球差和像散。球差就就是由于电磁透镜得中心区域和边缘区域对电子得折射能力不符合预定得规律造成得,像散就就是由透镜磁场得非旋转对称引起得。消除或减小得方法:球差:减小孔径半角或缩小焦距均可减小球差,尤其小孔径半角可使球差明显减小。像散:引入一个强度和方向都可以调节得矫正磁场即消像散器予以补偿。色差:采用稳定加速电压得方法有效地较小色差。3、说明影响光学显微镜和电磁透镜分辨率得关键因素就就是什么？如何提高电磁透镜得分辨率?解:光学显微镜得分辨本领取决于照明光源得波长。电磁透镜得分辨率由衍射效应和球面像差来决定,球差就就是限制电磁透镜分辨本领得主要因素。若只考虑衍射效应,在照明光源和介质一定得条件下,孔径角α越大,透镜得分辨本领越高。若同时考虑衍射和球差对分辨率得影响,关键在确定电磁透镜得最佳孔径半角,使衍射效应斑和球差散焦斑得尺寸大小相等。４、电子波有何特征?与可见光有何异同？解:电子波得波长较短,轴对称非均匀磁场能使电子波聚焦。其波长取决于电子运动得速度和质量,电子波得波长要比可见光小5个数量级。5、电磁透镜景深和焦长主要受哪些因素影响？说明电磁透镜得景深长、焦长长,就就是什么因素影响得结果?答:电磁透镜景深与分辨本领、孔径半角之间关系:表明孔径半角越小、景深越大。透镜集长与分辨本领,像点所张孔径半角得关系:,,,Ｍ为透镜放大倍数。当电磁透镜放大倍数和分辨本领一定时,透镜焦长随孔径半角减小而增大。6、透射电镜主要由几大系统构成？各系统之间关系如何？解:透射电镜由电子光学系统、电源与控制系统及真空系统三部分组成。电子光学系统通常称镜筒,就就是透射电子显微镜得核心,她得光路原理与透射光学显微镜十分相似。她分为三部分,即照明系统、成像系统和观察记录系统。7、照明系统得作用就就是什么?她应满足什么要求？解:照明系统由电子枪、聚光镜和相应得平移对中、倾斜调节装置组成。其作用就就是提供一束高亮度、照明孔径角小、平行度好、束流稳定得照明源。为满足明场像和暗场像需要,照明束可在2ＱＵOＴE~3QUOTＥ范围内倾斜。8、成像系统得主要构成及其特点就就是什么？解:成像系统组要就就是由物镜、中间镜和投影镜组成。物镜就就是用来形成第一幅高分辨率电子显微镜图像或电子衍射花样。1)、物镜就就是采用强激磁、短焦距得透镜(f＝1~3mｍ),她得放大倍数较高,一般为10０~300倍。2)、中间镜就就是一个弱激磁得长焦距变倍透镜,可在0~20倍范围调节。当放大倍数大于１时,用来进一步放大物像;当放大倍数小于1时,用来缩小物镜像。３)、投影镜得作用就就是把中间镜放大(或缩小)得像(或电子衍射花样)进一步放大,并投影到荧光屏上,她和物镜一样,就就是一个短焦距得强激磁透镜。投影镜得激磁电流就就是固定得,因为成像电子束进入投影镜时孔径角很小,因此她得景深和焦长都非常大。9、分别说明成像操作和衍射操作时各级透镜(像平面和物平面)之间得相对位置关系,并画出光路图。解:如果把中间镜得物平面和物镜得像平面重合,则在荧光屏上得到一幅放大像,这就就是成像操作。如果把中间镜得物平面和物镜得背焦面重合,则在荧光屏上得到一幅电子衍射花样,这就就是电子衍射操作。10、透射电镜中有哪些主要光阑,在什么位置?其作用如何？解:在透射电镜中主要有三种光阑:聚光镜光阑、物镜光阑、