Nền tảng của kính hiển vi sinh học Leica
Để phát triển các thiết bị có độ phân giải cao hơn, nhóm nghiên cứu khoa học của Kính hiển vi Leica phải tìm kiếm chất chiếu sáng 6t có bước sóng ngắn hơn và một "thấu kính" có thể lấy nét và điều khiển nó. Kính hiển vi điện tử dựa trên nguyên lý quang học điện tử là một dụng cụ như vậy. Cái gọi là quang học điện tử đề cập đến một bộ môn nghiên cứu và sử dụng các định luật về độ lệch, tiêu cự và hình ảnh của dòng điện tử. Nó dựa trên ba phát hiện sau đây;
(một). J． J． Thomson (1872) chứng minh sự tồn tại của electron;
(hai). L． hệ quả của deBroglie (1923) đối với lưỡng tính sóng hạt của vật chất'
(3). H.Busch (1926) đã khám phá ra hiệu ứng thấu kính của điện trường và từ trường phân bố đối xứng trục đối với các hạt mang điện.
Đầu tiên, hãy thảo luận về chất chiếu sáng trong dòng điện tử của kính hiển vi sinh học Leica. Theo các mục (1) và (2) ở trên, chúng ta có thể coi dòng điện tử chuyển động là sóng điện tử, tiến về phía chuyển động của điện tử với tốc độ không đổi và thay đổi hình sin theo thời gian. Năm 1927, D9v xác nhận tính dễ bay hơi của electron chắc chắn hơn hiện tượng nhiễu xạ electron do On và Germer phát hiện, sau đó đo đạc và xác minh công thức quan hệ. Để tính bước sóng của electron, chúng ta giả sử rằng khối lượng là M và điện tích là (một') Các electron có vận tốc bằng không. Khi nó đi qua vùng có thế năng thay đổi từ o đến Yo thì vận tốc trở thành ?. Do đó, động lượng và động năng x của electron lần lượt là: Cuối cùng, có thể thu được biểu thức của bước sóng electron: Cần chỉ ra rằng đối với các electron chuyển động với tốc độ cao, khối lượng của chúng sẽ tăng khi tốc độ tăng. Ví dụ: khi điện áp tăng tốc yo=lookV, đặc tính khối lượng điện tử thay đổi 5 phần trăm . Vì lý do này, sự hiệu chỉnh tương đối tính của khối lượng electron phải được xem xét. Công thức sửa đổi là: trong công thức, đơn vị của bước sóng electron A là M và đơn vị của điện áp hiệu chỉnh tương đối tính vL được giữ). Ví dụ sau đây cho thấy mối quan hệ giữa bước sóng electron và hiệu điện thế gia tốc
Một bộ phận cần thiết khác của kính hiển vi sinh học Leica là thấu kính có thể hội tụ chùm tia điện tử - thấu kính điện tử. Để minh họa một cách định tính nguyên lý làm việc của nó, có thể sử dụng một ví dụ đơn giản, đó là một hình trụ rỗng dài làm bằng một cuộn dây xoắn ốc, còn được gọi là điện từ dài. Khi một dòng điện chạy qua một cuộn dây như vậy, một từ trường xấp xỉ đều sẽ được tạo ra gần trục trung tâm của nó. Theo quy tắc bàn tay, từ trường này dọc theo hướng bơm (Z). Khi các electron (-') chuyển động với tốc độ cao đi vào vùng trường này, chúng sẽ bị tác động bởi lực krentan (ác) của từ trường. Nó tỷ lệ thuận với giá trị tích chéo của vận tốc electron và cường độ từ trường, nghĩa là mười nghìn=một Mx mười nghìn. Vận tốc ban đầu của electron khi đi vào vùng từ trường; Nó có thể được chia thành hai phần để thảo luận về trạng thái=ghế l. Vận tốc song song với hướng của từ trường là 5z và lực của nó với từ trường bằng không, do đó vận tốc của các electron dọc theo hướng dọc trục sẽ không thay đổi. Lực từ trường tác dụng lên thành phần vận tốc 5L vuông góc với hướng của từ trường không chỉ vuông góc với hướng của thành phần vận tốc mà còn vuông góc với hướng của từ trường nên nó là lực hướng tâm đều. Hiệu ứng cuối cùng là các electron chuyển động tròn đều quanh trục trung tâm trong khi tiến dọc theo độ dẻo dai và quỹ đạo không gian của chúng là một đường xoắn ốc.
Kính hiển vi Leica có thể chứng minh rằng các electron có vận tốc ban đầu khác nhau phát ra từ cùng một điểm đối tượng (sản phẩm) sẽ hội tụ về cùng một điểm ảnh (Pf) sau một khoảng cách nhất định. Đây là nguyên mẫu của thấu kính từ tính. Cần nhấn mạnh rằng kính áp tròng có chức năng quay và hội tụ (tạo ảnh) các electron chuyển động với tốc độ cao. Quỹ đạo của êlectron trong từ trường đều.
Thấu kính điện tử trong kính hiển vi sinh học Leica có thể là tĩnh điện hoặc (điện) từ. Nó là một thấu kính tĩnh điện bao gồm nhiều điện cực, có yêu cầu cao đối với hệ thống che chắn và chân không. Hiện nay, hầu hết các thấu kính từ tính (điện) được sử dụng. Chỉ có thiết kế và cấu trúc của ống kính có thể khác nhau theo các yêu cầu khác nhau ở các vị trí khác nhau.
