电子光学

电子光学是计算电子沿电磁场轨迹的数学框架。 使用术语光学是因为磁性和静电透镜带电粒子束的作用类似于光学透镜对光束的作用。

电子光学计算对于电子显微镜和粒子加速器的设计至关重要。 在近轴近似中,可以使用射线传递矩阵分析来进行轨迹计算。

电子性质

电子是自旋为 1/2 的带电粒子(具有静止质量的点电荷)(因此它们是费米子)。 电子可以被合适的电场(或磁场)加速,从而获得动能。 给定足够的电压,电子可以足够快地加速以表现出可测量的相对论效应。 根据波粒二象性,电子也可以被认为是具有波长相位和振幅等特性的物质波

几何电子光学

衍射电子光学

在真空中传播的亚相对论自由电子可以准确地描述为波长与其纵向动量成反比的德布罗意物质波。 由于电子携带的电荷、电场、磁场或薄弱相互作用材料的静电平均内电位,可以使电子的波前发生相移。 厚度调制的氮化硅膜和可编程相移装置利用这些特性来应用空间变化的相移来控制电子波的远场空间强度和相位。 此类设备已被用于任意塑造电子波前、校正电子显微镜固有的像差、解析自由电子的轨道角动量,以及测量自由电子与磁性材料或等离子体纳米结构之间相互作用的二色性

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