材料分析方法作業(yè)一

1、作業(yè)1、電子波有何特征？與可見(jiàn)光有何異同電子波有何特征？與可見(jiàn)光有何異同？答：電子波特征：電子波屬于物質(zhì)波。電子波的波長(zhǎng)取決于電子運(yùn)動(dòng)的速度和質(zhì)量，若=hmv?電子速度較低，則它的質(zhì)量和靜止質(zhì)量相似；若電子速度具有極高，則必須經(jīng)過(guò)相對(duì)論校正。電子波和光波異同：不同：不能通過(guò)玻璃透鏡會(huì)聚成像。但是軸對(duì)稱(chēng)的非均勻電場(chǎng)和磁場(chǎng)則可以讓電子束折射，從而產(chǎn)生電子束的會(huì)聚與發(fā)散，達(dá)到成像的目的。電子波的波長(zhǎng)較短，其波長(zhǎng)取決于電子運(yùn)動(dòng)的速度和質(zhì)量，電子

2、波的波長(zhǎng)要比可見(jiàn)光小5個(gè)數(shù)量級(jí)。另外，可見(jiàn)光為電磁波。相同：電子波與可見(jiàn)光都具有波粒二象性。補(bǔ)充補(bǔ)充：光學(xué)顯微鏡的分辨本領(lǐng)取決于照明光源的波長(zhǎng)。2、分析電磁透鏡對(duì)電子波的聚焦原理，說(shuō)明電磁透鏡的結(jié)構(gòu)對(duì)聚焦能力的影分析電磁透鏡對(duì)電子波的聚焦原理，說(shuō)明電磁透鏡的結(jié)構(gòu)對(duì)聚焦能力的影響。響。聚焦原理聚焦原理：電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電子運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不平行時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向垂直的力（洛侖茲力）使電子運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。在一個(gè)電磁線(xiàn)圈中

3、，當(dāng)電子沿線(xiàn)圈軸線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電子運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一致，電子不受力，以直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)線(xiàn)圈；當(dāng)電子運(yùn)動(dòng)偏離軸線(xiàn)時(shí)，電子受磁場(chǎng)力的作用，運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后會(huì)聚在軸線(xiàn)上的一點(diǎn)。電子運(yùn)動(dòng)的軌跡是一個(gè)圓錐螺旋曲線(xiàn)。右圖短線(xiàn)圈磁場(chǎng)中的電子運(yùn)動(dòng)顯示了電磁透鏡聚焦成像的基本原理：結(jié)構(gòu)的影響：結(jié)構(gòu)的影響：1）增加極靴后的磁線(xiàn)圈內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度可以有效地集中在狹縫周?chē)鷰缀撩椎姆秶鷥?nèi)；2）電磁透鏡中為了增強(qiáng)磁感應(yīng)強(qiáng)度，通常將線(xiàn)圈置于一個(gè)由軟磁材料（純鐵或低

4、碳鋼）制成的具有內(nèi)環(huán)形間隙的殼子里，此時(shí)線(xiàn)圈的磁力線(xiàn)都集中在殼內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度得以加強(qiáng)。狹縫的間隙越小，磁場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng)，對(duì)電子的折射能力越大。3）改變激磁電流可以方便地改變電磁透鏡的焦距3、電磁透鏡的像差是怎樣產(chǎn)生的，如何消除和減少像差電磁透鏡的像差是怎樣產(chǎn)生的，如何消除和減少像差？像差有幾何像差（球差、像散等）和色差球差是由于電磁透鏡的中心區(qū)域和邊沿區(qū)域?qū)﹄娮拥臅?huì)聚能力不同而造成的；為了減少由于球差的存在而引起的散焦斑，可以通過(guò)減小球差系

5、數(shù)和縮小成像時(shí)的孔徑半角來(lái)實(shí)現(xiàn)像散是由透鏡磁場(chǎng)的非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)而引起的；透鏡磁場(chǎng)不對(duì)稱(chēng)，可能是由于極靴（要知道）成像操作：如果把中間鏡的物平面和物鏡的像平面重合，則在熒光屏上得到一幅放大像，這就是成像操作（要知道）衍射操作：如果把中間鏡的物平面和物鏡的背焦面重合，則在熒光屏上得到一幅電子衍射花樣，這就是衍射操作光路圖如下：圖透射電鏡成像系統(tǒng)的兩種基本操作(a)將衍射譜投影到熒光屏(b)將顯微像投影到熒光屏5.透射電鏡中有哪些主要光闌，在什么

6、位置？其作用如何？透射電鏡中有哪些主要光闌，在什么位置？其作用如何？透射電鏡中有聚光鏡光闌、物鏡光闌、選區(qū)光闌三類(lèi)主要光闌。1）聚光鏡光闌）聚光鏡光闌——第二聚光鏡下方，限制照明孔徑角。2）物鏡光闌（襯度光闌））物鏡光闌（襯度光闌）——常安放在物鏡的后焦面上，作用是①減小物鏡孔徑角，以減小像差，獲得襯度較大的、質(zhì)量較高的顯微圖像；②在物鏡的后焦面上套取衍射束的斑點(diǎn)（副焦點(diǎn)）成像——獲得暗場(chǎng)像。3）選區(qū)光闌（場(chǎng)限光闌或視場(chǎng)光闌））選區(qū)光闌

7、（場(chǎng)限光闌或視場(chǎng)光闌）——常安放在物鏡的像平面上。主要作用：主要作用：用于選區(qū)衍射，也就是選擇樣品上的一個(gè)微小的區(qū)域進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)分析，限制電子束只能通過(guò)光闌孔限定的微區(qū)成像。6.點(diǎn)分辨率和晶格分辨率有何不同？同一電鏡的這兩種分辨率哪個(gè)高？點(diǎn)分辨率和晶格分辨率有何不同？同一電鏡的這兩種分辨率哪個(gè)高？為什為什么？么？1）點(diǎn)分辨率）點(diǎn)分辨率：透射電鏡剛能分清的兩個(gè)獨(dú)立顆粒的間隙或中心距離。在非相干照明條件下，點(diǎn)分辨率是振幅襯度。2）晶格分辨率