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电子显微镜的景深和显微镜的分辨率
由于电子的波动性,当它通过小孔光阑时会发生衍射现象。衍射结果表现为每个物点形成的像是一个圆斑(周围的副光环可忽略不计)。定义这个衍射圆斑的半径为衍射像差。在像方或物方可分别表示为:
(Ar&ff),=0. 611/a (1一22a)
(1rdff)o=0. 61A/ao (1一22b)
式中各符号的意义同前。可以看出加大光阑孔径角as,可以减小衍射差。但实际工作中还应注意这样会带来的不利影响。
5景深和焦探(11)
景深就是在保持像清晰的前提下,可允许物面在轴上的移动距离,或者说可允许物上不同部位处的凹凸差。根据图1-10,理想情况下物点P成像在Q点.如果物面在P点前后P' P"之间移动,则在Q看到的物有一定横向宽度。如果透镜有各种像差。该系统实际存在一个对物的可分辨极限(分辨率8)。显微镜价格只要P' P,,间平面上的物点宽度小于或等于s,则在Q处的成像效果与P点处几何物点造成的像斑是相同的,即其清晰度相同。因此可允许的物在轴上最大距离PP"称景深Do,它由下式定出:
D0二
(1一23)
式中d一电子光学系统对物的分辨率;
ao一电子束的物方有效孔径角.
对于100kV的电镜,偏光显微镜如果分辨率为lnm,物镜孔径角为5X10-1rad,则景深Do = 200nm.这表示样品厚度或表面凹凸起伏不超过200nm时,能得到均匀清晰的图像.由此可见景深也常常成为对样品厚度的限制因素之一。
把景深这一特性转换到像方便可得到焦深Df。它就是为了得到清晰度相同的像,可允许的图像显示或记录平面的轴向位移量。参照(1一23)可得:
Df=B;/a (1一24)
式中S;一像方的分辨率;a;一电子束的像方有效孔径角。
像方分辨率S;受观察荧光屏的分辨率所限制。通常荧光屏的分辨率为505m。如电镜最高放大倍数M=10`X,电子束孔径角ao =5 X 10-'rad,则最长焦深(D1),o,==100M。即使在最低放大倍数M=10'X,相应的ao=1 X 10-'rad时,最低焦深(Df).二50cm。可见电镜的焦深值很大.这就说明了在透射电镜中为什么我们只对荧光屏调焦,而把像记录在其下方的电子感光板或其上方的35mm胶片上时,总能得到清晰的像。
北京汗盟紫星仪器仪表有限公司(www.bjhanmeng.com)
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