IV.
    Elektronová optika
cvičení
KOTLÁŘSKÁ 20. BŘEZNA 2013
F4110
Kvantová fyzika atomárních soustav
letní semestr 2012 - 2013

 IV.
    Elektronová mikroskopie
cvičení
KOTLÁŘSKÁ 20. BŘEZNA 2013
F4110
Kvantová fyzika atomárních soustav
letní semestr 2012 - 2013

3
 II.  Určení průběhu paprsků

Omezíme se nejprve na                                  osově symetrickou paraxiální oblast.
Tam je všechno plně zvládnuto.
Zobrazení je tam dokonalé.

4
Paraxiální  elektronová optika
• OSOVĚ SYMETRICKÁ SOUSTAVA … centrovaná
to byla již r. 1931 idea Rusky a Knolla, od té doby rozpracovávaná
• PARAXIÁLNÍ OBLAST
elektronové svazky jen z úzké oblasti kolem optické osy (nitkový Gaussův prostor) … tam dochází k
ideálnímu zobrazování:
body na body, úsečky na úsečky, roviny na roviny
        F          H   H'                 F'               fokální a hlavní roviny
A
A'
A
A'
?
předmětový prostor
obrazový prostor

5
Paraxiální  elektronová optika
• OSOVĚ SYMETRICKÁ SOUSTAVA … centrovaná
to byla již r. 1931 idea Rusky a Knolla, od té doby rozpracovávaná
• PARAXIÁLNÍ OBLAST
elektronové svazky jen z úzké oblasti kolem optické osy (nitkový Gaussův prostor) … tam dochází k
ideálnímu zobrazování:
body na body, úsečky na úsečky, roviny na roviny
A
A'
?
předmětový prostor
obrazový prostor
        F          H   H'                 F'               fokální a hlavní roviny
A
A'
B
B’

6
 Magnetické čočky
 Magnetické čočky a jiné součásti převládají v praxi.
Jejich pochopení je ale obtížnější.
Zde jen několik poznámek.

7
Magnetická čočka: jak funguje
4
paprsek v paraxiální oblasti
• rovina pohybu se otáčí nezávisle na průvodiči r
•
•
• to ovlivní radiální pohyb
paraxiální oblast
PARAXIÁLNÍ ROVNICE PAPRSKU

8
Magnetická čočka: jak funguje
4
paprsek v paraxiální oblasti
• rovina pohybu se otáčí nezávisle na průvodiči r
•
•
• to ovlivní radiální pohyb
PARAXIÁLNÍ ROVNICE PAPRSKU
paraxiální oblast
• I v magn. čočce vždy dochází k fokusaci
• Rozhoduje jen osový průběh podélné složky pole
• Pro rychlé elektrony je lámavá síla menší
• Obrazový prostor  se pootočí jako celek, věrnost zobrazení není narušena

Postupné kroky
9


10
Magnetické pole tenké čočky
magnetic magnetic
axiální průběh pole
nástavce
pole v dutině
magnetic

11
Magnetické pole v čočce


12
Axiální symetrie + Stokesova věta
magnetic magnetic
axiální průběh pole
magnetic

13
Axiální symetrie + Gaussova věta
magnetic magnetic
axiální průběh pole
magnetic

14
Pohybová rovnice v cylindrických souřadnicích
4

15
Pohybová rovnice v cylindrických souřadnicích


16
Pohybová rovnice v cylindrických souřadnicích


17
Pohybová rovnice v cylindrických souřadnicích


18
Magnetická čočka: fýsledné rovnice paprsku
4
paprsek v paraxiální oblasti
• rovina pohybu se otáčí nezávisle na průvodiči r
•
•
• podélná rychlost je stálá
• to ovlivní radiální pohyb
PARAXIÁLNÍ ROVNICE PAPRSKU

19
Ohnisková vzdálenost tenké čočky
magnetic magnetic
axiální průběh pole
magnetic