Fundamentul microscopului biologic Leica
Pentru a dezvolta instrumente cu putere de rezoluție mai mare, echipa de cercetare științifică a Microscopului Leica trebuie să caute o substanță de iluminare cu lungime de undă mai scurtă 6t și o „lentila” care să o poată focaliza și controla. Un microscop electronic bazat pe principiul opticii electronice este un astfel de instrument. Așa-numita optică electronică se referă la o disciplină care studiază și utilizează legile de deviere, focalizare și imagistică ale fluxului de electroni. Se bazează pe următoarele trei constatări;
(unu). J. J. Thomson (1872) a demonstrat existența electronilor;
(Două). L. corolarul lui deBroglie (1923) la dualitatea particule-undă a materiei”
(3). H.Busch (1926) a descoperit efectul de lentilă al câmpurilor electrice și magnetice distribuite axisimetric asupra particulelor încărcate.
Mai întâi, să discutăm despre substanța de iluminare din fluxul de electroni-microscop biologic Leica. Conform punctelor (1) și (2) de mai sus, putem privi fluxul de electroni în mișcare ca o undă de electroni, care avansează spre direcția mișcării electronilor cu o viteză constantă și se modifică sinusoid în timp. În 1927, D9v a confirmat volatilitatea electronilor mai clar decât fenomenul de difracție a electronilor descoperit de On și Germer, iar apoi a măsurat și verificat formula relațională. Pentru a calcula lungimea de undă a electronului, presupunem că masa este M și sarcina este (un') Electronii au viteza zero. Când trece printr-o regiune în care potențialul se schimbă de la o la Yo, viteza devine ?. Prin urmare, impulsul și respectiv energia cinetică x a electronilor sunt: În sfârșit, se poate obține expresia lungimii de undă a electronilor: Trebuie subliniat că pentru electronii care se deplasează cu viteză mare, masa lor va crește odată cu creșterea vitezei. De exemplu, când tensiunea de accelerare se uită la V, caracteristica masei electronice se modifică cu 5 procente. Din acest motiv trebuie luată în considerare corecția relativistă a masei electronilor. Formula revizuită este: în formulă, unitatea lungimii de undă a electronului A este M și se menține unitatea tensiunii de corecție relativiste vL). Următorul exemplu arată relația dintre lungimea de undă a electronului și tensiunea de accelerare
O altă parte necesară a microscopului biologic Leica este lentila care poate focaliza fasciculul de electroni - lentila de electroni. Pentru a ilustra calitativ principiul său de funcționare, se poate folosi un exemplu simplu, adică un cilindru gol, lung, format dintr-o bobină elicoidală, cunoscută și sub numele de solenoid lung. Când un curent trece printr-o astfel de bobină, în apropierea axei sale centrale se generează un câmp magnetic aproximativ uniform. Conform regulii mâinii, acest câmp magnetic este de-a lungul direcției de pompare (Z). Când electronii în mișcare de mare viteză (-') intră în această zonă de câmp, ei vor fi afectați de forța krentan (răul) a câmpului magnetic. Este proporțională cu valoarea produsului încrucișat a vitezei electronului și a intensității câmpului magnetic, adică zece mii=o Mx zece mii. Viteza inițială a electronilor care intră în regiunea câmpului magnetic; Poate fi împărțit în două părți pentru a discuta despre starea=scaunul l. Viteza paralelă cu direcția câmpului magnetic este 5z, iar forța sa cu câmpul magnetic este zero, astfel încât viteza electronilor de-a lungul direcției axiale nu se va modifica. Forța câmpului magnetic pe componenta de viteză 5L perpendiculară pe direcția câmpului magnetic nu este doar perpendiculară pe direcția componentei vitezei, ci și perpendiculară pe direcția câmpului magnetic, deci este o forță centripetă uniformă. Efectul final este că electronii se mișcă într-o mișcare circulară uniformă în jurul axei centrale în timp ce avansează de-a lungul durității, iar traiectoria lor spațială este o linie elicoidală.
Microscopul Leica poate demonstra că electronii cu viteze inițiale diferite emise din același punct obiect (produs) vor converge către același punct de imagine (Pf) după o anumită distanță. Acesta este prototipul lentilei magnetice. Trebuie subliniat faptul că lentila de contact are funcția de a roti și de a converge (imagina) electronii care se mișcă cu viteză mare. Traiectorii electronilor într-un câmp magnetic uniform.
Lentilele electronice din microscoapele biologice Leica pot fi electrostatice sau (electro)magnetice. Este o lentilă electrostatică compusă din electrozi multipli, care are cerințe ridicate pentru ecranare și sisteme de vid. În prezent, lentilele (electro)magnetice sunt cele mai utilizate. Doar designul și structura lentilei pot fi diferite în funcție de cerințe diferite în poziții diferite.
