Lentes de vidro comprimento focal fixo Para: - Focar - Ampliar a Imagem - Controlar a Intensidade de Iluminação Alteração da posição relativa entre o

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1 Lentes e Aberturas Lentes de vidro comprimento focal fixo Para: - Focar - Ampliar a Imagem - Controlar a Intensidade de Iluminação Alteração da posição relativa entre o conjunto de lentes Lentes Magnéticas Para: - Focar a Imagem, Feixe de Elétrons, Figuras de Difração - Ampliar a Imagem - Controlar a Intensidade de Iluminação - + Aberturas para controlar a corrente convergência do feixe incidente Alteração do Campo Magnético (alterando a corrente) Aberturas (além disso) Selecionar diferentes feixes de elétrons para formar diferentes imagens e assim controlar o contraste, selecionar a área que contribui para a figura de difração e controlar o sinal analítico

2 Lentes convencionais de ampliação lentes convexas produzir uma ampliação da imagem para focar feixe incidente (raios paralelos) em um ponto (no plano focal) As lentes magnéticas em essência (agem como) lentes convexas * Você sabia? Diagramas de luz para ilustrar a formação de imagem e foco são desenhados na horizontal (origem dos primeiros aparatos para experimentos óticos) e os diagramas para feixes de elétrons no Microscópio Eletrônico na vertical (instrumentos verticais).

3 Diagrama BásicoB ixo ótico linha imaginária através da luna do MET passando pelo centro adial) de cada lente. No ótico, ß definido pelo tamanho da lente na realidade limitado pela inserção de uma abertura ção produzir a imagem de um objeto: a própria amostra uma imagem gerada fonte de elétrons Coleta a radiação do ponto objeto (auto iluminado) aqui no eixo ótico, e forma a imagem. Lentes são imperfeitas, não coletam toda a radiação emitida e conseqüentemente não forma uma imagem perfeita. Semi ângulo de convergência ou de coleta Lente a e ß menores de 1 o

4 Diagrama com um objeto de tamanho definido Raio que vem pelo centro ótico não é desviado Plano do objeto Quanto mais afastado d centro ótico mais é desviado O poder da lente é medido pelo quanto pod desviar o feixe, em outras palavras, onde sã focados. Plano focal ano da imagem Os feixes 1 e 2 paralelos cortam o eixo ótico no mesmo ponto, no plano focal A imagem é rodada de 180 o

5 Diagrama completo com um objeto de tamanho definido Plano do objeto Todos os feixes paralelos focam em um ponto figura de difração Plano focal Plano da imagem

6 Formação da imagem transmitida Plano do objeto raios transmitidos Raios difratados Plano focal Abertura da objetiva seleciona os raios transmitidos Plano da imagem

7 Formação do Espectro de Difração Plano do objeto raios transmitidos Raios difratados Plano focal Levar o plano focal para o plano da imagem que será projetado na tela pelo conjunto de lentes do aparelho Plano da imagem

8 Equação básica b das lentes e aumento Distância do objeto = u v f M = v u = ß a Comprimento focal Distância do imagem Desmagnificação = 1 M Formar a imagem da fonte de elétrons o nosso caso u e conseqüentemente v são maiores que f

9 No microscópio ótico se controla o aumento (ou o foco) modificando a posição relativa entre a lente e o objeto e ajustando aos olhos outras lentes objetivas com curvatura diferente (oculares) Atenção: No MET se as fazemos as lentes mais potentes encurtamos o comprimento focal, como u não é alterado v tem que ser correspondentemente mais curto e portanto a imagem é menor, ou seja M menor ou 1/M maior. No ME muda-se o poder das lentes alterando a corrente, portanto têm uma faixa de ampliações sem alterar a lente ou a posição relativa dos planos óticos. Como então conseguir aumentos elevados no MET? Diminuindo u e conseqüentemente aumentando M, e fazendo sucessivos conjuntos onde a imagem da superior é o objeto da inferior, produzindo grandes aumentos. Não confundir aumento com resoluçã

10 Portanto no MET utilizamos o controle das lentes para controlar o comprimento focal para a posição do plano focal desejada u fixo O over e o under estão relacionados com a posição do plano focal Lentes setadas para uma condição muito fraca Lentes setadas para uma condição muito forte

11 Lentes Magnéticas Refrigeração Alimentação Aberturas Podem ser introduzid Bore e Gap controlam a ação focar Peça Polar Bobina Magnética cria um campo magnético pela corrente que nela passa e que pode ser lida Lente objetiva é a mais importante e a mais difícil de construir

12 Tipos de Lentes Magnéticas - Bipartida (configuração típica das lentes objetivas permite inserir e inclinar as ostras e introduzir aberturas entre as peças polares). B - top entry (também pode r a objetiva, apropriada para alta resolução pois aproxima a amostra das peças lares. Não facilita operações de aquecimento e resfriamento e de coleta de raios-x - r exemplo portanto não é a mais eficiente para microscópio analítico). C - Lente norkel (podem ser condensadoras e combina também necessidades de resolução e álise, uma única peça polar com uma pequena abertura). e C Quadrupolo (com 4

13 Caminho do elétron dentro da lente Elétron com carga q(= -e) entra num campo magnético B experimenta uma força F que depende da sua velocidade v. F = e(v x B) (F é um vetor normal a v que é inclinado por outro vetor num ângulo?) (regra da mão direita) (d? / dz) =?B/2V 1/2 onde? (ou momento p) = (e/2m o c 2 ) 1/2 Significado prático de mudar a aceleração do MET, muda as constantes da lente. Alterar a corrente das lentes provoca uma rotação das lentes e da figura de difração compensadas nos microscópios modernos. trajetória do elétron dentro da lente de campo magnético homogêneo com a força do mpo magnético B. Tem componentes de velocidade paralela e perpendicular ao mpo magnético. A força de Lorentz F faz o elétron passar pelo ponto P no eixo ótico

14 Aberturas e Diafragmas ó para lembrar. Controla: esolução da imagem rofundidade de campo rofundidade de foco ontraste da imagem esolução angular para a figura de difração ngulo de coleta para espectrometria de erda de energia

15 Lentes reais aberrações (outras figuras para ilustrar) Aberração esférica Astigmatismo

16 Resolução para recordar d=. 0,61?. ou 0,61? µ seno β β (abertura numérica) Disco de Airy

17 Profundidade de campo e de foco (figura para ilustrar) Para Gláucio e Fernanda demonstrar D ob = d ob /ß ob e D im = (d ob /ß ob ) M T 2, sendo M = d im /d ob

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