Leica biologinio mikroskopo pagrindas
Siekdama sukurti didesnę skiriamąją gebą turinčius instrumentus, „Leica Microscope“ mokslinių tyrimų grupė turi ieškoti trumpesnio bangos ilgio 6t apšvietimo medžiagos ir „lęšio“, galinčio ją sufokusuoti ir valdyti. Elektroninis mikroskopas, pagrįstas elektroninės optikos principu, yra toks instrumentas. Vadinamoji elektronų optika reiškia discipliną, kuri tiria ir naudoja elektronų srauto nukreipimo, fokusavimo ir vaizdo dėsnius. Ji pagrįsta trimis išvadomis;
(vienas). J. J. Thomsonas (1872) įrodė elektronų egzistavimą;
(du). L. deBroglie (1923) materijos dalelių ir bangų dvilypumo pasekmė“
(3). H.Buschas (1926) atrado ašyje simetriškai paskirstytų elektrinių ir magnetinių laukų lęšį įkrautoms dalelėms.
Pirmiausia aptarkime Leica biologinio mikroskopo elektronų srauto apšvietimo medžiagą. Pagal pirmiau nurodytus (1) ir (2) punktus judantį elektronų srautą galime laikyti elektronų banga, kuri juda elektronų judėjimo kryptimi pastoviu greičiu ir sinusiškai kinta laikui bėgant. 1927 m. D9v patvirtino elektronų nepastovumą tiksliau nei elektronų difrakcijos reiškinys, kurį atrado Onas ir Germeris, o tada išmatavo ir patikrino santykinę formulę. Norėdami apskaičiuoti elektrono bangos ilgį, darome prielaidą, kad masė yra M, o krūvis yra (vienas'). Elektronų greitis yra nulinis. Kai jis eina per sritį, kurioje potencialas keičiasi iš o į Yo, greitis tampa ?. Todėl elektronų impulsas ir kinetinė energija x yra atitinkamai: Galiausiai galima gauti elektronų bangos ilgio išraišką: Reikia pažymėti, kad elektronų, judančių dideliu greičiu, jų masė didės didėjant greičiui. Pavyzdžiui, kai greitėjimo įtampa yo{5}}lookV, elektroninės masės charakteristika pasikeičia 5 procentais . Dėl šios priežasties reikia atsižvelgti į reliatyvistinę elektronų masės korekciją. Patikslinta formulė yra tokia: formulėje elektrono bangos ilgio A vienetas yra M, o laikomas reliatyvistinės pataisos įtampos vienetas vL). Šis pavyzdys rodo ryšį tarp elektronų bangos ilgio ir greitinančios įtampos
Kita būtina Leica biologinio mikroskopo dalis yra lęšis, galintis sufokusuoti elektronų spindulį – elektroninis lęšis. Norint kokybiškai iliustruoti jo veikimo principą, galima naudoti paprastą pavyzdį, tai yra ilgą tuščiavidurį cilindrą, pagamintą iš sraigtinės ritės, dar vadinamą ilgu solenoidu. Kai per tokią ritę tekama srovė, šalia jos centrinės ašies susidaro maždaug vienodas magnetinis laukas. Pagal rankos taisyklę šis magnetinis laukas yra siurbimo (Z) kryptimi. Kai dideliu greičiu judantys elektronai (-') patenka į šią lauko sritį, juos paveiks magnetinio lauko krentano jėga (blogis). Jis yra proporcingas elektronų greičio ir magnetinio lauko stiprio kryžminės sandaugos vertei, ty dešimt tūkstančių=vienas Mx dešimt tūkstančių. Pradinis elektronų patekimo į magnetinio lauko sritį greitis; Jį galima suskirstyti į dvi dalis, kad būtų aptarta būstinė =sėdima l. Greitis lygiagretus magnetinio lauko krypčiai yra 5z, o jo jėga su magnetiniu lauku lygi nuliui, todėl elektronų greitis ašine kryptimi nesikeis. Magnetinio lauko jėga, veikianti greičio komponentą 5L, statmeną magnetinio lauko krypčiai, yra ne tik statmena greičio komponento krypčiai, bet ir statmena magnetinio lauko krypčiai, taigi tai yra vienoda įcentrinė jėga. Galutinis efektas yra tas, kad elektronai juda tolygiai sukamaisiais judesiais aplink centrinę ašį, o juda išilgai kietumo, o jų erdvinė trajektorija yra sraigtinė linija.
Leica mikroskopas gali įrodyti, kad skirtingo pradinio greičio elektronai, išspinduliuojami iš to paties objekto taško (produkto), po tam tikro atstumo susilies į tą patį vaizdo tašką (Pf). Tai yra magnetinio objektyvo prototipas. Reikėtų pabrėžti, kad kontaktinis lęšis atlieka dideliu greičiu judančių elektronų sukimo ir konvergavimo (vaizdo) funkciją. Elektronų trajektorijos vienodame magnetiniame lauke.
„Leica“ biologinių mikroskopų elektroniniai lęšiai gali būti elektrostatiniai arba (elektro)magnetiniai. Tai elektrostatinis lęšis, sudarytas iš kelių elektrodų, keliantis aukštus reikalavimus ekranavimo ir vakuuminėms sistemoms. Šiuo metu dažniausiai naudojami (elektro)magnetiniai lęšiai. Tik objektyvo dizainas ir struktūra gali skirtis pagal skirtingus reikalavimus skirtingose padėtyse.
