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- 李良璞 2012-12-10 00:00:00
- 夫朗和費(fèi)衍射要求衍射屏在無窮遠(yuǎn),平行光在屏上匯聚。通過透鏡可以使平行光在焦平面上匯聚。
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- 和平年代201211 2017-11-25 00:00:00
- 這個問題我以前思考過,我認(rèn)為很好的理解他必須把幾何光學(xué)與物理光學(xué)進(jìn)行很好的結(jié)合 首先你要理解,光傳播的惠更斯-菲涅爾原理(但并不wan美),核心思想是“波前外任一點(diǎn)的光振動是波前上所有 子波相干疊加 的結(jié)果”,基爾霍夫解決了惠更斯-菲涅爾原理中存在的 不足 創(chuàng)立了基爾霍夫衍射理論,處理光學(xué)工程中絕大多數(shù)衍射問題則由基爾霍夫衍射理論來,菲涅爾衍射理論和夫瑯禾費(fèi)衍射理論都是基爾霍夫衍射理論的近似處理 上面說的就是要LZ接受一個子波相干疊加的思想,而這一點(diǎn)在處理夫瑯禾費(fèi)衍射中也極為重要,衍射中的干涉啊,事實(shí)上數(shù)學(xué)表達(dá)式中就是這樣的,見《物理光學(xué)》梁銓廷,第三版175~176頁,如果LZ理解了子波干涉這個東西,再想想等傾干涉(如邁克耳孫干涉、F-P干涉儀),后面都加了一個透鏡,為何呢,因?yàn)楦缮姹仨殱M足相干條件(同頻、恒相位差、振動方向相同等),而只有那些具有一個方向的光束才滿足,但他們是平行光啊,他們必須在無窮遠(yuǎn)才能干涉(也有具體的理論,可以看書),而透鏡(不考慮像差)的作用則是在不改變光束性質(zhì)的情況下使他們會聚到一點(diǎn),這樣他們就能發(fā)生干涉現(xiàn)象,而這個透鏡一般都比光束大很多,因此可以不必考慮由于透鏡的衍射作用。 不知道LZ理解上面的沒有,建議看看上面提到的那本書的,關(guān)于夫瑯禾費(fèi)衍射175圖5.9作者演示的完全就像多光束干涉(其實(shí)就是子波要朝一個方向發(fā)射才能干涉增強(qiáng)或減弱的),當(dāng)然176頁對公式的說明說明這樣理解是正確的。 //夫瑯和費(fèi)衍射是一種近似,要求矩孔到屏的距離遠(yuǎn)大于矩孔的尺寸,這就相當(dāng)于屏在無窮遠(yuǎn),不是說所有滿足這一近似條件的才能稱之為夫瑯和費(fèi)衍射嗎,那么為什么透鏡的后焦面滿足此條件呢// LZ可以想象這種情形,我們將透鏡的兩個曲面的曲率半徑慢慢變大,透鏡的焦距將變大,這時透鏡的后焦面將慢慢遠(yuǎn)離透鏡,當(dāng)透鏡的曲率半徑增加到無窮大,這時焦距也變成了無窮大,這時透鏡就變成了一個平面鏡的,這樣夫瑯禾費(fèi)衍射仍然要在無窮遠(yuǎn)才能看見,說到底這是透鏡的性質(zhì)決定的,透鏡能夠轉(zhuǎn)折光線,將平行光線會聚到焦面上。 還有LZ可以想想這個問題,用平行光直接照射透鏡,焦面上可以看到夫瑯禾費(fèi)衍射像點(diǎn),像點(diǎn)的大小則由透鏡的大小決定而不是由光束的尺寸決定,為什么呢,其實(shí)光束的波前是覆蓋整個透鏡的..... 花了很多時間哎,真希望對LZ的理解有點(diǎn)點(diǎn)幫助......
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透射電鏡怎么衍射
透射電子顯微鏡(TEM)是現(xiàn)代材料科學(xué)、生命科學(xué)、物理學(xué)等領(lǐng)域中不可或缺的重要工具。它通過透過樣品的高能電子束來成像,具有極高的分辨率,可以觀察到納米級別的微觀結(jié)構(gòu)。在透射電鏡的成像過程中,衍射現(xiàn)象扮演了至關(guān)重要的角色。本文將深入探討透射電鏡中的衍射原理,以及這一過程如何影響樣品的觀察與分析。
透射電鏡的衍射原理
在透射電子顯微鏡中,衍射現(xiàn)象是電子與樣品之間相互作用的結(jié)果。當(dāng)高能電子束通過樣品時,一部分電子會與樣品中的原子發(fā)生散射,進(jìn)而形成衍射圖樣。這些散射的電子在穿透樣品后,會通過電子探測器形成特定的衍射圖案。這個圖案的結(jié)構(gòu)與樣品的晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān),因此,通過對衍射圖樣的分析,研究人員可以獲得有關(guān)樣品原子排列、晶體缺陷等方面的信息。
透射電鏡衍射圖樣的形成
在透射電鏡中,衍射圖樣的形成與電子的波動性密切相關(guān)。電子束在通過樣品時會發(fā)生波動,這使得電子不僅表現(xiàn)出粒子性,還表現(xiàn)出波動性。由于電子波長極短,遠(yuǎn)小于可見光波長,這使得透射電鏡能夠觀察到樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。當(dāng)電子束與樣品中的晶體發(fā)生相互作用時,晶體內(nèi)的原子會對電子波產(chǎn)生周期性的衍射效應(yīng)。這種衍射效應(yīng)形成了不同的衍射級次,終通過電子探測器接收這些衍射波,形成了衍射圖樣。
影響衍射圖樣的因素
透射電鏡中的衍射圖樣受到多種因素的影響,主要包括電子束的能量、樣品的厚度、原子排列的對稱性等。電子束的能量越高,其波長越短,衍射的分辨率也越高。樣品的厚度對衍射圖樣的質(zhì)量有顯著影響。樣品過厚時,衍射圖樣可能會變得模糊,因?yàn)殡娮邮谕ㄟ^樣品時會發(fā)生更多的散射現(xiàn)象。樣品的原子排列對稱性則決定了衍射圖樣的規(guī)則性和精確度,對于晶體結(jié)構(gòu)的分析尤為重要。
衍射圖樣的應(yīng)用
透射電鏡中的衍射技術(shù)廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、半導(dǎo)體工業(yè)、納米技術(shù)、生命科學(xué)等領(lǐng)域。在材料科學(xué)中,透射電鏡衍射可以幫助研究人員分析材料的晶體結(jié)構(gòu)、缺陷、應(yīng)力等。在半導(dǎo)體領(lǐng)域,衍射技術(shù)常用于分析薄膜、納米線等微觀結(jié)構(gòu)的晶格參數(shù)和缺陷。在生命科學(xué)中,透射電鏡衍射技術(shù)有助于解析細(xì)胞結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)復(fù)合物的空間排列等。
結(jié)論
透射電鏡中的衍射現(xiàn)象為微觀結(jié)構(gòu)的研究提供了極為重要的工具。通過分析電子衍射圖樣,研究人員可以深入了解樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì),從而在多個科學(xué)領(lǐng)域取得突破性的進(jìn)展。透射電鏡不僅是科研人員的重要武器,也是推動技術(shù)創(chuàng)新和科學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要工具。
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