Электронный микроскоп

ЗАДАЧИ

1. На какое расстояние могут сблизиться два электрона, если они движутся навстречу друг к другу с относительной скоростью 10⁸ см/с? (5,1∙10^{-10 м)}

В 1923 г. Луи де Бройль высказал гипотезу о том, что поскольку свет в одних случаях выступает как волна, а в других – как частица, то и микрообъекты (электроны) могли бы обладать волновыми свойствами. Длина волны, отвечающая материальной частице, связана с ее импульсом так же, как в случае фотона, т.е. соотношением . Это означает, что длина волны , отвечающая частице с массой m, которая движется со скоростью , определяется формулой

. (7.21)

Электронам соответствуют волны с длиной порядка 10^{-10 м. Эти волны можно обнаружить экспериментально. Представление об электронах, как носителях волновых свойств, легло в основу разработки электронного микроскопа. В таких микроскопах объективом и окуляром служат магнитные линзы (магнитные поля, создаваемые током в обмотках катушек) (рис. 7.11).}

Электронам, ускоренным разностью потенциалов до энергий порядка 10⁵ эВ, соответствуют длины волн примерно 0,004 нм. Такой порядок имеет и максимальная разрешающая способность. Однако аберрации магнитных линз ограничивают разрешающую способность электронных микроскопов величинами 0,2-0,5 нм. Такое разрешение в 10³ раз выше достижимого при помощи оптических микроскопов и соответствует полезному увеличению от х10⁴ до х10⁵.

Электронный пучек, получаемый в конденсоре электронного микроскопа, применяется и для получения электроннограмм кристаллической решетки.

Пусть -постоянная кристаллической решетки, -угол скольжения пучка падающих электронов. Направления, в которых получаются дифракционные максимумы, определяются условием:

2d·sinq = ±ml, (2.10)

где m=1,2,….

Формула Вульфа – Брэггов (2.10) используется для измерения постоянной кристаллической решетки d исследуемого кристалла.

На фотографии приведена электроннограмма кристалла наночастицы Fe₃O₄, позволяющая по последовательности радиусов дифракционных колец на экране идентифицировать кристалл.

Дата добавления: 2015-06-25