以上时，曲线由上升转为平缓。考虑到实用性，仪器成本，安装方便等因素，目前加速电压400KV左右的透射电镜越来越引起人们的兴趣和重视，将得到广泛的应用。
图3-1 不锈钢穿透薄膜数据
四．电磁透镜
一定形状的光学介质界面（如玻璃凸透镜旋转对称的弯曲折射界面）可使光波聚集成像，而特殊分布的电场、磁场，也具有玻璃透镜类似的作用，可使电子束聚焦成像，人们把用静电场和磁场做成的透镜分别称为“静电透镜”（Electrostatic Lens）和“电磁透镜”（Electromagnetic Lens），统称为“电子透镜”（Electron Lens）。最初，静电透镜既用于电子枪以获得会聚的电子束做为点光源，又用于照明系统的聚光镜和成像系统的物镜、中间镜和投影镜，后来，考虑到安全，照明系统和成像系统中的透镜均为电磁透镜。下面分别讨论静电透镜和电磁透镜的会聚原理和特点。 ? 4.1 静电透镜
在电荷或带点物体的周围存在一种特殊的场，称为电场，若电场不随着时间变化，称为静电场。
在电位梯度变化的电场中存在许多相同的点电位，而这些电位相同的店构成等位面。电场强度与电位梯度的关系为：
E?-dun （4-1） dn式中，E——电场强度，其定义为电场对单位正电荷产生的作用力； n——沿等位面法线朝着电位增大方向的单位矢量；
du/dn——沿电场等位面法线方向的电位变化率，即电位梯度。
式（4-1）表明电场强度在数值上等于电位梯度的绝对值，因此，电场强度的方向就是电位变化率最大的方向。式中的负号表示电场强度方向与电位增加方向相反。
图4-1 平行板电极电场
如果两块电位分别为ua和ub的平行板电极，当电极尺寸远大于它们的间距（l）时，除边缘外，电极之间形成均匀电场并呈现以下特征：等电位面是一系列与电极平板平行的平面；电场中任意一点的电场强度方向垂直于该点的等位面，并从高电位指向低电位，如图4-1所示。显然，均匀电场中的任意一点的电场强度相等，因为等位面均垂直于电场强度方向，故电场强度的数值可直接用下式计算：
E?ub?ua （4-2） l当一个速度为v的电子，沿着与等位面法线成一定角度方向运动时，如图4-2所示，并由上方u1电位区通过等电位面进入下方u2电位区的瞬间，在交接点O处的运动方向发生突变，电子速度从v1变为v2。由于电场对电子作用力的方向总是沿着电子所处点的等位面的法向，从低电位指向高电位（因为电子是负电
荷），所以改点等位面法切线方向上电场作用力的分量为零，即该方向的电子速度保持不变，由此得到vt1=vt2。从图4-2所示的几何关系可得：
sin?vt1/v1v2?? （4-3） sin?vt2/v2v1
图4-2 电场对电子的折射
如果起始电位和电子初始速度均为零，由式（3-3）可得：
v1?2eu1m v2eu22?m 将他们代入式（4-3）可得：
sin?sin??u2u 1由于
???u 所以式（4-4）可进一步改写为：
sin?sin??u2u??1 1?24-4） 4-5） （ （上式与光的折射定律类似，其中，u等同于折射率n，由此表明电场中等位面对电子的折射等同于光学系统中两种介质的界面对光的折射。
图4-3 静电透镜
（a）双圆筒静电透镜；（b）静电单透镜； （c）光学玻璃凸透镜 可以想象，一定形状的光学介质界面可使光波聚焦成像，那么类似形状的等电位曲面簇也可使电子波成像，这样的等电位曲面簇就称为静电透镜，如图4-3（a）所示的双圆筒静电透镜，在电子枪中，由阳极、阴极和栅极组成静电单透镜，如图4-3（b）所示。由图可知，静电透镜主轴上物点散射的电子沿直线轨迹向电场运动，受到电场的作用被折射，最后被聚焦到透镜光轴上，其类似于光学玻璃透镜的作用（见图4-3（c））。 ? 4.2 电磁透镜
磁场B对电荷量为e和速度为v的电子的作用力，即洛伦兹力，其矢量表
达式为：
F??e(v?B) （4-6）
sinv,(B) F力的大小为 F?evBF力垂直于电荷运动速度v和磁感应强度B所决定的平面，F力的方向按矢量叉积（B×v）的右手法则来确定。为了便于分析电磁透镜聚焦原理，把透镜磁场中任意以id俺的磁感应强度B分解为平行于透镜主轴的轴向分享Bz和与之垂直的径向分量Br，如图4-4（a）所示。
图4-4 电磁透镜聚焦原理
如果一束速度为v的电子沿着透镜主轴方向射入透镜，如图4-4（a）所示，其中精确的沿主轴运动的电子不受磁场力作用而不改变运动方向，轴线上磁感应