主题：【原创】电子显微镜的发明随谈之一－Ruska怎么就盯上了磁透镜

谢老师能把这些古董扒出来真是不易呀，支持一下。
这是Brown老先生写的一个电镜发展过程的综述，不知道你是不是已经看过了。里面谈到很多早年的东西，还有不少文献。但是他是从一个科学家，而不是从一个史学家的角度去整理这些东西，所以里面的一些信息和认定跟其它资料未必相同，比如wiki。所以仅供参考。

fifty years old and still going strong

发明是不容易的。

原文由 drizzlemiao 发表:
谢老师能把这些古董扒出来真是不易呀，支持一下。
这是Brown老先生写的一个电镜发展过程的综述，不知道你是不是已经看过了。里面谈到很多早年的东西，还有不少文献。但是他是从一个科学家，而不是从一个史学家的角度去整理这些东西，所以里面的一些信息和认定跟其它资料未必相同，比如wiki。所以仅供参考。

fifty years old and still going strong

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多谢miao版主，俺下来学习一下！

06年12月接受，08年才发出来，这速度.....

好，继续聊Ruska的发明。如iamikaruk专家所说，他的本意就是做示波器，那么怎么想着用磁透镜了呢？因为示波器的最重要参数就是得到细而亮的“writing spot”（具体怎么解释还得请教各位）。
万物自有其运行的法度，1927年，Hans Busch计算了电子在轴对称磁场中的运动轨迹，发现磁场可以有凸透镜类似的功能：聚焦电子束，而且可以通过改变磁线圈的电流大小，来调节焦距的长短，但他用了自己16年前的实验结果来比对，发现根本不吻合。但Ruska尝试自己搭建了一套示波器装置，如上图那个单透镜系统，发现可以达到Busch的预期。

Ruska分析认为Busch的失败是Busch的电磁线圈的磁场分布尺寸太大导致的。而自己搭建的装置则改进了这种缺陷。由此1929年，Ruska就得到了很多电子光学方面的图像（这个和東昇的说法同样不一致）。Ruska还进行了一项重要的改进，就是把电磁线圈之外加一个铁壳，这样就能使磁场更强更集中，利于在小电流就能调变焦距，下面这张图我贴过的，这里再重复一下：

那么就有一个问题，TEM当初开始研究的时候有两大透镜：静电透镜和磁透镜，为什么Ruska单单盯着磁透镜呢？

其实静电透镜在当时的供电条件和硬件方面是适合TEM的，电磁透镜反而有诸多不便，所以Ruska开始的研究目标也是静电透镜，但是，他对静电透镜有一个错误的理解：“because of the mirror-like symmetry of the electrostatic field of the electrodes on either side of the lens centre, a concentrating effect of the curved equipotential planes in the hole area could not take place.”
（这段话的意思我不是太明白，还请高手来指点）应该是说他觉得静电场具有晶面对称性，而通过静电透镜的等电势曲面的电子束没有可能被聚焦。后来Ruska才想到其实静电场的电势是可以不断变化来达到聚焦的目的。但有趣的是，Knoll同学居然也没有觉出其中的错误。
Ruska还对静电透镜做了另外一种尝试，不太明白，我贴在这里，高手来帮忙看看什么意思：
I made the electron bundle pass a bored-out spherical condenser with fine-meshed spherically shaped grids fixed over each end of the bore. With this arrangement I obtained laterally inverted images in the correct imaging scale. Somewhat later I found a solution which was unfortunately only theoretically correct. In analogy to the refraction of the light rays on their passage through the optical lens at their surfaces (“Grenzflächen), I wanted to use, for the electrical lens, the potential steps at corresponding surfaces, which are shaped like glasses lenses. Thus, the energy of the electron beams is temporarily changed-just like light beams on passage through optical lenses. For the realization of this idea, on each side of the lens two closely neighboured fine-meshed grids of the shape of optical lenses are required which must be kept on electrical potentials different from each other.First attempts confirmed the rightness of this idea, but at the same time also the practical inaptness of such grid lenses because of the too-strong absorption of the electron beam at the four grids and due to the field distribution by the wires.

正是由于这中理解上的失误，Ruska才误打误撞的去研究磁透镜了，而后来磁透镜以更稳定的性质和灵活性盖了静电透镜的帽，这也是冥冥之中自有天意吧。

谢老师介绍的真好。
电镜发展到现在，也有缺点。动辄上千万的仪器，自己想改造点啥也不可能了。郁闷。

原文由 templus 发表:
谢老师介绍的真好。
电镜发展到现在，也有缺点。动辄上千万的仪器，自己想改造点啥也不可能了。郁闷。

谢谢夸奖，有一门课涉及到这些，就去搜了些相关资料，还蛮有意思的。不过现在也有改造的，据我老师说，剑桥的有位高人，日本电子是允许是随便拆装电镜的，他还经常把日本电子的样品杆改造加长，甚至扔掉原来配的极靴，而让剑桥的加工车间自己做一个放上去，比原来的极靴分辨率提高了不少。

没有高人给俺解释一下上面的英文么？