Die Grundlage des biologischen Mikroskops von Leica
Um Instrumente mit höherem Auflösungsvermögen zu entwickeln, muss das wissenschaftliche Forschungsteam von Leica Microscope nach einer Beleuchtungssubstanz mit kürzerer Wellenlänge (6t) und einer „Linse“ suchen, die diese fokussieren und steuern kann. Ein Elektronenmikroskop, das auf dem Prinzip der Elektronenoptik basiert, ist ein solches Instrument. Die sogenannte Elektronenoptik bezeichnet eine Disziplin, die die Ablenkungs-, Fokussierungs- und Abbildungsgesetze des Elektronenflusses untersucht und nutzt. Es basiert auf den folgenden drei Erkenntnissen;
(eins). J. J. Thomson (1872) bewies die Existenz von Elektronen;
(zwei). L． deBroglies (1923) Folgerung zur Teilchen-Wellen-Dualität der Materie.
(3). H. Busch (1926) entdeckte den Linseneffekt axialsymmetrisch verteilter elektrischer und magnetischer Felder auf geladene Teilchen.
Lassen Sie uns zunächst die Beleuchtungssubstanz im biologischen Mikroskop-Elektronenfluss von Leica diskutieren. Gemäß den obigen Punkten (1) und (2) können wir den sich bewegenden Elektronenfluss als eine Elektronenwelle betrachten, die sich mit konstanter Geschwindigkeit in Richtung der Elektronenbewegung bewegt und sich mit der Zeit sinusförmig ändert. Im Jahr 1927 bestätigte D9v die Flüchtigkeit von Elektronen eindeutiger als das von On und Germer entdeckte Elektronenbeugungsphänomen und maß und verifizierte anschließend die Beziehungsformel. Um die Elektronenwellenlänge zu berechnen, gehen wir davon aus, dass die Masse M und die Ladung (eins) beträgt. Die Elektronen haben eine Geschwindigkeit von Null. Wenn es einen Bereich durchquert, in dem sich das Potential von o nach Yo ändert, wird die Geschwindigkeit zu ?. Daher betragen der Impuls und die kinetische Energie x der Elektronen: Schließlich kann der Ausdruck der Elektronenwellenlänge erhalten werden: Es sollte darauf hingewiesen werden, dass bei Elektronen, die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen, ihre Masse mit zunehmender Geschwindigkeit zunimmt. Wenn beispielsweise die Beschleunigungsspannung yo=lookV beträgt, ändert sich die Charakteristik der elektronischen Masse um 5 Prozent. Aus diesem Grund muss die relativistische Korrektur der Elektronenmasse berücksichtigt werden. Die überarbeitete Formel lautet: In der Formel ist die Einheit der Elektronenwellenlänge A M und die Einheit der relativistischen Korrekturspannung vL wird beibehalten. Das folgende Beispiel zeigt den Zusammenhang zwischen Elektronenwellenlänge und Beschleunigungsspannung
Ein weiterer notwendiger Bestandteil des biologischen Mikroskops von Leica ist die Linse, die den Elektronenstrahl fokussieren kann – die Elektronenlinse. Um das Funktionsprinzip qualitativ zu veranschaulichen, kann ein einfaches Beispiel herangezogen werden, nämlich ein langer Hohlzylinder aus einer spiralförmigen Spule, auch Langsolenoid genannt. Wenn ein Strom durch eine solche Spule fließt, wird in der Nähe ihrer Mittelachse ein annähernd gleichmäßiges Magnetfeld erzeugt. Gemäß der Handregel verläuft dieses Magnetfeld entlang der Pumprichtung (Z). Wenn die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Elektronen (-') in diesen Feldbereich gelangen, werden sie von der Krentan-Kraft (Böse) des Magnetfelds beeinflusst. Sie ist proportional zum Kreuzproduktwert der Elektronengeschwindigkeit und der magnetischen Feldstärke, also zehntausend=ein Mx zehntausend. Die Anfangsgeschwindigkeit der Elektronen, die in den Magnetfeldbereich eintreten; Es kann in zwei Teile geteilt werden, um Zustand=Sitz l zu besprechen. Die Geschwindigkeit parallel zur Richtung des Magnetfelds beträgt 5z und seine Kraft mit dem Magnetfeld ist Null, sodass sich die Geschwindigkeit der Elektronen entlang der axialen Richtung nicht ändert. Die Magnetfeldkraft auf die Geschwindigkeitskomponente 5L senkrecht zur Richtung des Magnetfelds ist nicht nur senkrecht zur Richtung der Geschwindigkeitskomponente, sondern auch senkrecht zur Richtung des Magnetfelds, es handelt sich also um eine gleichmäßige Zentripetalkraft. Der Endeffekt besteht darin, dass sich die Elektronen entlang der Zähigkeit in einer gleichmäßigen Kreisbewegung um die Mittelachse bewegen und ihre räumliche Flugbahn eine Schraubenlinie ist.
Das Leica-Mikroskop kann nachweisen, dass Elektronen mit unterschiedlichen Anfangsgeschwindigkeiten, die von demselben Objektpunkt (Produkt) emittiert werden, nach einer bestimmten Entfernung auf demselben Bildpunkt (Pf) konvergieren. Dies ist der Prototyp der magnetischen Linse. Es sollte betont werden, dass die Kontaktlinse die Funktion hat, die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Elektronen zu drehen und zu bündeln (abzubilden). Elektronenbahnen in einem gleichmäßigen Magnetfeld.
Elektronenlinsen in biologischen Mikroskopen von Leica können elektrostatisch oder (elektro)magnetisch sein. Es handelt sich um eine elektrostatische Linse, die aus mehreren Elektroden besteht und hohe Anforderungen an Abschirm- und Vakuumsysteme stellt. Derzeit werden überwiegend (elektro)magnetische Linsen verwendet. Lediglich das Design und der Aufbau der Linse können je nach Anforderung an unterschiedlichen Positionen unterschiedlich sein.
