A Leica biológiai mikroszkóp alapja
A nagyobb felbontóképességű műszerek kifejlesztéséhez a Leica Microscope tudományos kutatócsoportjának egy rövidebb hullámhosszú, 6t megvilágító anyagot és egy "lencsét" kell keresnie, amely képes fókuszálni és irányítani. Ilyen műszer az elektronoptika elvén működő elektronmikroszkóp. Az úgynevezett elektronoptika egy olyan tudományágra utal, amely az elektronáramlás eltérítési, fókuszálási és képalkotási törvényeit tanulmányozza és használja. Az alábbi három megállapításon alapul;
(egy). J. J. Thomson (1872) bebizonyította az elektronok létezését;
(kettő). L. deBroglie (1923) következménye az anyag részecske-hullám kettősségére.
(3). H.Busch (1926) felfedezte a tengelyszimmetrikus eloszlású elektromos és mágneses terek lencsés hatását a töltött részecskékre.
Először beszéljük meg a világító anyagot a Leica biológiai mikroszkóp-elektronáramlásban. A fenti (1) és (2) pontok szerint a mozgó elektronáramlást elektronhullámnak tekinthetjük, amely állandó sebességgel halad előre az elektronmozgás iránya felé, és idővel szinuszosan változik. 1927-ben a D9v határozottabban megerősítette az elektronok illékonyságát, mint az On és Germer által felfedezett elektrondiffrakciós jelenség, majd megmérte és igazolta a relációs képletet. Az elektron hullámhosszának kiszámításához feltételezzük, hogy a tömeg M és a töltés (egy'). Az elektronok sebessége nulla. Amikor áthalad egy olyan területen, ahol a potenciál o-ról Yo-ra változik, a sebesség ? lesz. Ezért az elektronok impulzusa és x mozgási energiája rendre: Végül megkaphatjuk az elektron hullámhosszának kifejezését: Meg kell jegyezni, hogy a nagy sebességgel mozgó elektronok tömege a sebesség növekedésével nő. Például, ha a gyorsító feszültség yo=lookV, az elektronikus tömegjellemző 5 százalékkal változik. Emiatt figyelembe kell venni az elektrontömeg relativisztikus korrekcióját. Az átdolgozott képlet: a képletben az A elektron hullámhosszának mértékegysége M, és a relativisztikus korrekciós feszültség mértékegysége vL). A következő példa az elektron hullámhossza és a gyorsító feszültség közötti összefüggést mutatja be
A Leica biológiai mikroszkóp másik szükséges része az elektronsugarat fókuszálni képes lencse – az elektronlencse. Működési elvének minőségi szemléltetésére egy egyszerű példa használható, vagyis egy spirális tekercsből készült hosszú üreges henger, más néven hosszú mágnes. Amikor egy ilyen tekercsen áramot vezetünk át, megközelítőleg egyenletes mágneses mező keletkezik a központi tengelye közelében. A kézszabály szerint ez a mágneses tér a szivattyúzás (Z) irányában van. Amikor a nagy sebességgel mozgó elektronok (-') belépnek ebbe a mezőterületbe, a mágneses tér krentán ereje (gonosz) hat rájuk. Ez arányos az elektronsebesség és a mágneses térerősség keresztszorzatával, azaz tízezer=egy Mx tízezer. A mágneses tér tartományába belépő elektronok kezdeti sebessége; Két részre osztható, hogy megvitassuk az l. állapotot{4}}. A mágneses tér irányával párhuzamos sebesség 5z, a mágneses térre ható ereje nulla, így az elektronok tengelyirányú sebessége nem változik. A mágneses tér irányára merőleges 5L sebességkomponensre ható mágneses térerő nemcsak a sebességkomponens irányára, hanem a mágneses tér irányára is merőleges, tehát egyenletes centripetális erő. A végső hatás az, hogy az elektronok egyenletes körmozgásban mozognak a központi tengely körül, miközben a szívósság mentén haladnak előre, és térbeli pályájuk egy csavarvonal.
A Leica mikroszkóp bizonyítja, hogy az azonos tárgypontból (termékből) kibocsátott különböző kezdeti sebességű elektronok egy bizonyos távolság után ugyanarra a képpontra (Pf) konvergálnak. Ez a mágneses lencse prototípusa. Hangsúlyozni kell, hogy a kontaktlencse feladata a nagy sebességgel mozgó elektronok forgatása és konvergálása (leképezése). Elektronpályák egyenletes mágneses térben.
A Leica biológiai mikroszkópok elektronlencséi lehetnek elektrosztatikusak vagy (elektro)mágnesesek. Ez egy több elektródából álló elektrosztatikus lencse, amely magas követelményeket támaszt az árnyékoló és vákuumrendszerekkel szemben. Jelenleg leginkább az (elektro)mágneses lencséket használják. Csak a lencse kialakítása és szerkezete lehet eltérő a különböző pozíciókban lévő eltérő követelményeknek megfelelően.
