“磁场沿轴延伸的范围远小于焦距的透镜称为短磁透视”，可由通风电流的短线圈或带有铁壳的线圈形成：
短磁透的基本关系式：
1f1p?1qe8mV???H(Z)dZ2?? （7－11）
??1f （7－12）
f－焦距，p为物距，q为象距，将短磁透镜有关结构参数代入前式得
f?A?V(NI)2R （7－13）
v－加速电压、NI－透镜线色的安匝数，R为线色半径，A＞0，是与透镜结构条件有关的常数。从后两式看出①f＞0，表明磁透镜总是会聚透镜；②f?1I2，
表明当励磁电流稍有变化时，就会引起透镜焦距大幅度地改变，电子显微镜中，正是通过改变励磁电流，来改变放大倍数及调节图象的聚焦和亮度。③f与加速电压V有关，V不稳将使图象不清晰。 ②带极靴的磁透镜
在磁透镜的铁壳上加特殊形状的极靴，可以使透镜焦距变得更短，铁壳用软铁等磁性材料做成，极靴用饱和磁密度高的铁磁材料（铁钴或铁钴镍合金）制造。铁壳和极靴可使磁场更强而焦中，其中加极靴时磁场强度可达103－104奥斯特透镜焦距可减小到几nm。 ③特殊磁透镜
①上、下极靴的孔径不相同的不对称磁透镜：用于透射电镜的物镜，上极
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靴孔要大一些，使试样能放在透镜的焦点位置附近，并便于样品的倾斜和移动；扫描电镜中物镜的下极靴孔比上极靴孔大，以便 于在其附近安放某些附件。 ②单场透镜 有的电镜是将样品放在透镜上、下极靴中间位置，上极靴附近的磁场起会聚电子束作用，下极靴附近磁场起物镜作用，这种透镜称单场磁透镜，单场透镜焦距很短，等于透镜磁场半宽度。其球差比普通磁透镜小一个数量级，有利于提高透镜分辨本领。 7.2.4 电了透镜的象差
由于上面讨论的电子透镜成象是在在下述条件下：①电子运动轨迹满足旁轴条件；②电子运动速度（决定了电波长）是完全相同的；③形成透镜的电磁场具有理想的轴对称性，等等，实际电子透在成象时不完全满足这些条件就产生各种象差，影响图象清晰度和真实性使透镜只具有一定的分辨本领，从而限制了电子显微镜的分辨本领。
1、几何象差 不完全满足旁轴条件形成的象差（球面象差、慧形象差、场曲、象散畸变和各种旋转象差），由于光阑有一定大小，非旁轴电子参与成象形成的球面象差对分辨本领影响最大。
2、色差 由加速电压波动及阳极逸出电子能量起伏引起电子波长不完全相同，对焦距和象转角有影响，磁透镜电流不稳会使焦距 变化，都造成象差称为色差，最终影响图象清晰度。
3、轴上象散 影响透镜磁场或电场不是理想的旋转对称场，由极靴加工不精，极靴材料不均匀，透镜孔污染等，使轴上物点也有象散称为轴上象散。 二、透射电子显微镜结构及性能指标
电子显微镜分1、透射、2、扫描、3、发射及4、反射电子显微镜等，透射电子显微镜（TEM）由于分辨本领高，具备电子衍射等特点，至今仍是应用最广泛的电镜，近代的TEM常为兼有透射、扫描、电子衍射、微区成分分析等
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功能的综合仪器。 1、电子显微镜结构
电子显微镜是一种大型电子光学仪器，主要包括电子光学系统、真空系统和电器三部分。
电子显微镜的镜筒结构 与之相应的光学显微镜结构
（1）电子光学系统放在（镜筒内）电子枪发出电子束→会聚透镜会聚成电子光源→穿过试样后经物镜成像，再经中间镜和投影镜进一步放大→荧光镜或
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电子主板，观察或记录。
镜筒中可分为电子照明系统、成象系统和观察记录系统
①电子照明系统 包括电子枪、会聚透镜和对中系统等。电子枪由阴极、控制极及阳极构成，透射电镜加速电压一般在50－200KV，超高压电镜达1000KV以上。会聚镜将电子枪发出的电子束会聚干样品平面，现代一般采用双聚光镜。对中系统可改变电子束方向和位置，使电子束和成象透镜系统合轴。 ②成象系统 由物镜、中间镜、投影镜和反差光阑视场无阑以及消象散器等电子光学件组成。穿过试样的电子束包含了反映试样特征的信息，经过物镜和反差光阑的作用在物镜的像平面上形成放大了的一次电子图象，经中间镜和投影镜再放大后在荧光屏上得到最终电子图象。
三级成象系统由物镜、一个中间镜和一个投影镜组成，属于简单的电子显微镜，总放大率为三镜放大率之积M＝M0·M1·Mp。三级成像系统经简单调节可进行高放大倍数率成像和低放大率成像和电子衍射摄谱。普查样品所需更低放大率（50－100倍），可将物镜电流关掉，用大焦距的中间镜代替物镜形成一次像（可以是缩小像），投影镜将一次像放大在荧光屏成像。
多级成象系统有使用2个中间镜的四级成像系统和两个中间镜两个投影镜的五级成像系统，工作原理与三级相似，但大大提高放大率，适应高分辨需要，做电子衍射时可以在较大范围改变相机长度。 ③试样室及图像的观察记录系统
被观察试样放在支持网（铜网）上，固定在试样支持器中，先置于真空外室，达到一定真空度后移入电子光路中，试样能在垂直于光轴的平面上移动，以改变观察位置。近代电镜配有特殊功能支持器：倾斜台、旋转台、冷却台、加热台、拉伸台等。镜筒下都是观察记录系统，从荧光屏观察或将其移开，让感光干板或软片感光将图象或衍射谱物照下来，分辨能力荧光屏比眼好，照相乳胶更好。 （2）真空部分：
镜筒内要求高真空（1）为了使电子自由程大于灯像到荧光屏（约1米）之
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距离（2）以免引起高压放电（3）延长电子枪灯的寿命（4）减少样品污染。机械象、扩散汞、用氮冷却系统或离子附汞。 （3）电镜的电器部分
电子枪稳定的高压电源；磁透镜高稳定度激磁电流；各种操作调整设备的电器，真空系统电源；安全保护电器。 2、电子显微镜的主要性能指标
电镜性能的主要指标是分析本领，放大率，加速电压，衍射相机长度以及自动化程度及所具备的功能等。
（1）分析本领（亦称为分辨率）点分辨率、线分辨率
在电子图象上①尚能分辨开的相邻两点在试样上的距离和为电子显微镜的机分析本领，或称点分辨本领，亦称点分析率。一般用重金属蒸发粒子法测定点分析率。量出两个斑点中心之间的距离，除以图象的放大倍数，即得分析率数值。②电镜的线分辨率，是指电子图象上能分析出的最小晶面间距，故亦称晶格分辨率。如气（200）晶面间距是0.204nm（220）晶面的间距是0.144nm。如电镜能拍摄出全（200）或（220）晶格条纹象，该电镜的线分析率就是0.204nm或0.144nm，近代电镜同时给出点分析率及线分析率两个指标。它们是电镜的首要的和主要的综合性指标。 （2）放大率
电镜的放大率是指电子图象相对于试样的线性放大倍数。有效放大（倍数）率M是指电镜最小可分辨距离（点分辩率）r放大到人眼可分辩的大小（设人眼分析距≈0.1mm）所需要的放大倍数。M?PT。仪器的最高放大率要大于有
效放大率，才能反映仪器可能的分辨本领，但放大率过高也无意义，因为再高的放大率也不能在电子图象上得到比分辨本领更小的结构细节。一台点分率是0.3nm的最高放大率Mmax?0.1mm3?10?3mm?330000倍，记为330000×，一般为600000
－800000×，电镜的低放大率要与光学显微镜衔接（1000－2000×），也要有50×100×的低倍放大率以普查试样，选择视场。电镜的放大率是可调的。
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