Lente magnética

Uma lente magnética é um dispositivo que produz um campo magnético simétrico usado em dispositivos como microscópios eletrônicos para focar o feixe de elétrons da mesma forma que lentes de vidro são usadas em dispositivos ópticos de fótons.

Descrição do dispositivo

Os componentes radiais do campo magnético se comunicam com um elétron se movendo em uma trajetória paralela ao eixo a uma velocidade azimutal . Uma vez criado, o campo magnético axial exerce uma força radial, fazendo com que a trajetória convirja em direção ao eixo.

Distância focal

Aproximação de lente fina:

1f=e8 m0 você0 ∫zBz2dz{\ displaystyle {\ frac {1} {f}} = {\ frac {e} {8 \ m_ {0} \ U_ {0}}} \ \ int _ {z} B_ {z} ^ {2} dz }

ou :

• e é a carga do elétron
• m0{\ displaystyle m_ {0}} é a massa do elétron
• você0{\ displaystyle U_ {0}} é o potencial de aceleração dos elétrons
• Bz{\ displaystyle B_ {z}} é o componente axial do campo magnético

Rotação induzida pela lente

θ=e8 m0 você0 ∫zBzdz{\ displaystyle \ theta = {\ sqrt {\ frac {e} {8 \ m_ {0} \ U_ {0}}}} \ \ int _ {z} B_ {z} dz}

Aberração cromática

VSvs=f{\ displaystyle C_ {c} = f \,}

onde f é o comprimento focal cuja expressão é dada acima

Aberração esférica

Não existe uma fórmula simples para a aberração esférica. Schertzer estabeleceu um teorema de que a aberração esférica é sempre positiva.

Histórico

Desde o final do XIX E  século , o tubo de raios catódicos deixa de ser um objeto de laboratório pura para tornar-se um dispositivo que se busca melhorar por razões práticas. O nome de Ferdinand Braun está associado aos primeiros desenvolvimentos de tubos de raios catódicos . Na década de 1920, a pesquisa aplicada tornou-se mais precisa, na direção do osciloscópio e, um pouco depois, da televisão .

Foi nesse contexto que Dennis Gabor , um pesquisador húngaro do Instituto de Engenharia Elétrica da Technischen Hochschule em Berlim , realizou experimentos como parte de sua tese em 1924-1926. Por muito tempo, notamos que um campo magnético criado com uma bobina no eixo do feixe tendia a concentrar mais ou menos o feixe. Para poder dispor das placas de deflexão após a concentração do feixe, Gabor restringe a presença do campo magnético em um comprimento curto graças a peças magnéticas com simetria de revolução que canalizam o campo sobre a região útil. Os resultados revelaram-se bons o suficiente para um de seus colegas, Hans Busch , tentar calcular o efeito da concentração sofrido pelas trajetórias por cálculo. Suas equações, portanto, o levam a uma relação equivalente à famosa fórmula das lentes finas:

1 / p + 1 / p '= 1 / f

O domínio das lentes magnéticas desempenhou um papel importante no desenvolvimento, no mesmo laboratório, do primeiro microscópio eletrônico , que ganhou o Prêmio Nobel de Ernst Ruska .

Veja também

Artigos relacionados

• Lente eletrostática
• Microscópio eletrônico

Bibliografia

• On electronic optics  : (en) PW Hawkes & Kasper, Principles of Electron Optics , Academic Press, 1989
• Sobre a história: (en) Ernst Ruska , os primeiros desenvolvimentos da microscopia eletrônica , Hirzel, 1980, ( ISBN  3777603643 )

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