Τα θεμέλια του βιολογικού μικροσκοπίου Leica
Προκειμένου να αναπτυχθούν όργανα με υψηλότερη ικανότητα ανάλυσης, η επιστημονική ερευνητική ομάδα του Leica Microscope πρέπει να αναζητήσει μια ουσία φωτισμού μικρότερου μήκους κύματος 6t και έναν «φακό» που να μπορεί να την εστιάζει και να την ελέγχει. Ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο που βασίζεται στην αρχή της οπτικής ηλεκτρονίων είναι ένα τέτοιο όργανο. Η λεγόμενη οπτική ηλεκτρονίων αναφέρεται σε έναν κλάδο που μελετά και χρησιμοποιεί τους νόμους εκτροπής, εστίασης και απεικόνισης της ροής ηλεκτρονίων. Βασίζεται στα ακόλουθα τρία ευρήματα.
(ένας). J. J. Ο Thomson (1872) απέδειξε την ύπαρξη ηλεκτρονίων.
(δύο). ΜΕΓΑΛΟ. Το συμπέρασμα του deBroglie (1923) στη δυαδικότητα σωματιδίων-κύματος της ύλης»
(3). Ο H. Busch (1926) ανακάλυψε την επίδραση του φακού των αξονικά κατανεμημένων ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων σε φορτισμένα σωματίδια.
Αρχικά, ας συζητήσουμε την ουσία φωτισμού στο βιολογικό μικροσκόπιο Leica- ροή ηλεκτρονίων. Σύμφωνα με τα παραπάνω στοιχεία (1) και (2), μπορούμε να θεωρήσουμε τη ροή κινούμενων ηλεκτρονίων ως ένα κύμα ηλεκτρονίων, το οποίο προχωρά προς την κατεύθυνση της κίνησης των ηλεκτρονίων με σταθερή ταχύτητα και μεταβάλλεται ημιτονοειδώς με το χρόνο. Το 1927, το D9v επιβεβαίωσε την αστάθεια των ηλεκτρονίων πιο σίγουρα από το φαινόμενο της περίθλασης ηλεκτρονίων που ανακάλυψαν οι On και Germer, και στη συνέχεια μέτρησε και επαλήθευσε τον σχεσιακό τύπο. Για να υπολογίσουμε το μήκος κύματος του ηλεκτρονίου, υποθέτουμε ότι η μάζα είναι Μ και το φορτίο είναι (ένα') Τα ηλεκτρόνια έχουν μηδενική ταχύτητα. Όταν διέρχεται από μια περιοχή όπου το δυναμικό αλλάζει από ο σε Yo, η ταχύτητα γίνεται ?. Επομένως, η ορμή και η κινητική ενέργεια x των ηλεκτρονίων είναι αντίστοιχα: Τέλος, μπορεί να ληφθεί η έκφραση του μήκους κύματος ηλεκτρονίων: Πρέπει να επισημανθεί ότι για ηλεκτρόνια που κινούνται με μεγάλη ταχύτητα, η μάζα τους θα αυξάνεται με την αύξηση της ταχύτητας. Για παράδειγμα, όταν η τάση επιτάχυνσης yo=lookV, το χαρακτηριστικό ηλεκτρονικής μάζας αλλάζει κατά 5 τοις εκατό . Για το λόγο αυτό πρέπει να εξεταστεί η σχετικιστική διόρθωση της μάζας των ηλεκτρονίων. Ο αναθεωρημένος τύπος είναι: στον τύπο, η μονάδα του μήκους κύματος ηλεκτρονίου Α είναι M και η μονάδα της σχετικιστικής τάσης διόρθωσης vL διατηρείται). Το ακόλουθο παράδειγμα δείχνει τη σχέση μεταξύ του μήκους κύματος των ηλεκτρονίων και της τάσης επιτάχυνσης
Ένα άλλο απαραίτητο μέρος του βιολογικού μικροσκοπίου Leica είναι ο φακός που μπορεί να εστιάσει τη δέσμη ηλεκτρονίων - ο ηλεκτρονικός φακός. Προκειμένου να επεξηγηθεί ποιοτικά η αρχή λειτουργίας του, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα απλό παράδειγμα, δηλαδή ένας μακρύς κοίλος κύλινδρος κατασκευασμένος από ένα ελικοειδές πηνίο, γνωστό και ως μακρύ σωληνοειδές. Όταν ένα ρεύμα διέρχεται από ένα τέτοιο πηνίο, δημιουργείται ένα περίπου ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο κοντά στον κεντρικό του άξονα. Σύμφωνα με τον κανόνα του χεριού, αυτό το μαγνητικό πεδίο είναι κατά μήκος της κατεύθυνσης άντλησης (Z). Όταν τα κινούμενα ηλεκτρόνια υψηλής ταχύτητας (-') εισέλθουν σε αυτήν την περιοχή πεδίου, θα επηρεαστούν από τη δύναμη krentan (κακό) του μαγνητικού πεδίου. Είναι ανάλογη με τη διασταυρούμενη γινόμενη τιμή της ταχύτητας των ηλεκτρονίων και της έντασης του μαγνητικού πεδίου, δηλαδή δέκα χιλιάδες=ένα Mx δέκα χιλιάδες. Η αρχική ταχύτητα των ηλεκτρονίων που εισέρχονται στην περιοχή του μαγνητικού πεδίου. Μπορεί να χωριστεί σε δύο μέρη για να συζητηθεί η κατάσταση=έδρα l. Η ταχύτητα παράλληλη προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου είναι 5z και η δύναμή του με το μαγνητικό πεδίο είναι μηδέν, επομένως η ταχύτητα των ηλεκτρονίων κατά μήκος της αξονικής διεύθυνσης δεν θα αλλάξει. Η δύναμη του μαγνητικού πεδίου στη συνιστώσα ταχύτητας 5L κάθετα προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου δεν είναι μόνο κάθετη προς την κατεύθυνση της συνιστώσας ταχύτητας, αλλά και κάθετη προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου, επομένως είναι μια ομοιόμορφη κεντρομόλος δύναμη. Το τελικό αποτέλεσμα είναι ότι τα ηλεκτρόνια κινούνται με ομοιόμορφη κυκλική κίνηση γύρω από τον κεντρικό άξονα ενώ προχωρούν κατά μήκος της σκληρότητας και η χωρική τροχιά τους είναι μια ελικοειδής γραμμή.
Το μικροσκόπιο Leica μπορεί να αποδείξει ότι τα ηλεκτρόνια με διαφορετικές αρχικές ταχύτητες που εκπέμπονται από το ίδιο σημείο αντικειμένου (προϊόν) θα συγκλίνουν στο ίδιο σημείο εικόνας (Pf) μετά από μια ορισμένη απόσταση. Αυτό είναι το πρωτότυπο του μαγνητικού φακού. Πρέπει να τονιστεί ότι ο φακός επαφής έχει τη λειτουργία της περιστροφής και της σύγκλισης (απεικόνισης) των ηλεκτρονίων που κινούνται με μεγάλη ταχύτητα. Τροχιές ηλεκτρονίων σε ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο.
Οι ηλεκτρονικοί φακοί στα βιολογικά μικροσκόπια Leica μπορεί να είναι ηλεκτροστατικοί ή (ηλεκτρο)μαγνητικοί. Είναι ένας ηλεκτροστατικός φακός που αποτελείται από πολλαπλά ηλεκτρόδια, ο οποίος έχει υψηλές απαιτήσεις για συστήματα θωράκισης και κενού. Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται κυρίως (ηλεκτρο)μαγνητικοί φακοί. Μόνο ο σχεδιασμός και η δομή του φακού μπορεί να διαφέρει ανάλογα με τις διαφορετικές απαιτήσεις σε διαφορετικές θέσεις.
