Lenti per la luce f dipende dal raggio di curvatura

Presentazione sul tema: "Lenti per la luce f dipende dal raggio di curvatura"— Transcript della presentazione:

1 Lenti per la luce f dipende dal raggio di curvatura
Convergenza e divergenza dei fasci è dovuta alla differenza di indice di rifrazione tra aria e vetro, cioè alla differente velocità della luce in questi due mezzi Legge di Snell seni/senr=n2/n1

2 Lenti per gli elettroni
L’azione di focalizzazione è dovuta a un campo elettrico e/o magnetico che può modificare le traiettorie degli elettroni a seguito della forza di Lorentz F = e (E + v × B)

3 Lenti elettromagnetiche
F = e v × B

4 necessità di lavorare con piccoli  !!!
Aberrazioni nei microscopi elettronici Aberrazione sferica: Rsf = Cs Cs ~ f/2 ~ mm necessità di lavorare con piccoli  !!! 2. Aberrazione cromatica: dovuta alla dispersione in energia E degli elettroni: sorgente (~ 1eV) + instabilità corrente delle lenti ( ~ trascurabile) + energy loss campione (~ eV, campione 100 nm) Rcr = Cc(E/E0)  Cc ~ 1-2 mm 3. Astigmatismo: disuniformità del campo B (correzione con stigmatori = ottupoli) Rast = f  f = max differenza focale

5 Risoluzione R In generale sommo in quadratura le aberrazioni:
Con un campione sottile (E ~ 0 --> Rcr ~ 0) e correggendo l’astigmatismo (Rast ~ 0) 1 mrad ~ 0.057° aberrazione sferica + Rayleigh (diaframma)

6 Calcolo l’aberrazione totale:
Minimizzo R rispetto ad  risoluzione pratica TEM Ponendo: CS = 2 mm  = nm (~ 300 kV) opt ~ 4 •10-3rad ~ 0.2° Rmin ~ 0.2 nm

7 La tube lens può correggere aberrazioni residue dell’obiettivo
Oggetto prima del fuoco La tube lens può correggere aberrazioni residue dell’obiettivo Oggetto nel fuoco  fasci paralleli

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9 Field-of-view number FN (in mm)
L’oculare Ricorda: è l’obiettivo che da la risoluzione; l’oculare serve solo a dare il minimo ingrandimento ulteriore necessario per fare vedere all’occhio i dettagli risolti nell’immagine (minimo ingrandimento totale ~ 500xNA) Singola lente  immagine grande  lente grande / campo limitato (pupilla dell’occhio: 3mm)  seconda lente (lente di campo) che rimpicciolisce l’immagine Periplan Huygen Ramsden Field-of-view number FN (in mm) Diametro (campo) dell’oggetto visibile = FN/(Iobj q) (q=fattore per la tube lens) Possibilità di inserire reticoli di misura sul diaframma dell’oculare (piano coniugato del campione) Nota: L’oculare riceve fasci di apertura più limitata che non l’obiettivo, ma assai più inclinati sull’asse Poco importanti le aberrazioni sferica e cromatica Importante astigmatismo, curvatura di campo,..

10 Il condensatore Deve illuminare un campo grande con bassi NA a bassi ingrandimenti e un campo piccolo con grande NA ad alti ingrandimenti

11 Contrasto Per vedere qualcosa in una immagine dobbiamo avere contrasto (C) fra aree adiacenti del campione: L’occhio umano non riesce ad apprezzare differenze di intensità inferiori al 5-10% (utilità di acquisire immagini digitali da elaborare) intensità Is Ib distanza intensità Is Ib distanza

12 Il contrasto non è una proprietà inerente al campione. Dipende da:
Interazione sonda/campione Necessità di conoscere gli eventi che hanno prodotto il contrasto L’occhio è sensibile solo al contrasto di intensità o di lunghezza d’onda (colore) necessità di trasformare ogni altro meccanismo (fase, polarizzazione,… ) in intensità o colore Efficienza del sistema ottico (funzione di trasferimento del contrasto) Efficienza rivelatore

13 Interazione luce/materia
Ottica Interazione luce/materia Riflessione/diffusione Rifrazione Trasmissione/assorbimento Polarizzazione e birifrengenza Diffrazione Variazione di fase Fluorescenza …

14 Riflessione/diffusione
Trasmissione/assorbimento Modifica della distribuzione spettrale della luce incidente (per assorbimento o interferenza)  contrasto di colore Diffrazione Riflessione/rifrazione

15 Polarizzazione

16 Birifrengenza