การอภิปรายสั้นๆ เกี่ยวกับข้อบกพร่องหลักที่จำกัดประสิทธิภาพของกล้องจุลทรรศน์
เนื่องจากข้อบกพร่องในเลนส์ จึงต้องแก้ไขไดอะแกรมเส้นทางแสงในอุดมคติทั้งหมด ข้อบกพร่องเหล่านี้จำกัดความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ แต่ในทางกลับกัน ข้อบกพร่องเหล่านี้ช่วยให้ได้ระยะชัดลึกและระยะชัดลึกที่ดีขึ้นจากกล้องจุลทรรศน์
ภายใต้สภาวะพาราแอกเซียล กล่าวคือ เมื่ออิเล็กตรอนที่มีมุมเล็กระหว่างวิถีโคจรกับแกนแสงมีส่วนร่วมในการสร้างภาพ จุดทั้งหมดบนระนาบวัตถุเดียวกันจะถูกถ่ายภาพบนระนาบภาพแบบเกาส์เซียนที่มีค่าเดียวและไม่มีการเสียรูป อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง อิเล็กตรอนที่มีส่วนร่วมในการสร้างภาพไม่ตรงตามเงื่อนไขพาราแอกเซียลที่กำหนดไว้ในทางทฤษฎีอย่างสมบูรณ์ และภาพที่ได้ของวัตถุอาจเบลอหรือบิดเบี้ยว
ปัจจุบันเลนส์มีข้อบกพร่องมากมาย และข้อบกพร่องทั้งหมดสามารถสังเกตได้ในภาพหรือรูปแบบการเลี้ยวเบน อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ คนส่วนใหญ่ไม่จำเป็นต้องมีความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับพวกเขา ในที่นี้ เราจะแนะนำข้อจำกัดหลักของประสิทธิภาพของกล้องจุลทรรศน์ รวมถึงความคลาดเคลื่อนทรงกลม ความคลาดเคลื่อนสี และสายตาเอียง
1. ผลต่างของลูกบอล
เนื่องจากคำว่าความคลาดเคลื่อนถูกกล่าวถึงครั้งแรกในส่วนประกอบทางแสงหลักของกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล การใช้งานจึงมีบ่อยขึ้น ข้อบกพร่องนี้เกิดจากผลกระทบที่ไม่สม่ำเสมอของสนามเลนส์ต่อรังสีนอก-แกน สำหรับเลนส์แม่เหล็กไฟฟ้า ยิ่งอิเล็กตรอนอยู่ห่างจากแกนมากเท่าไรก็ยิ่งเบนออกไปมากขึ้นเท่านั้น ส่งผลให้เกิดดิสก์ขนาดหนึ่งหลังจากจุดเช่นวัตถุหักเห สิ่งนี้จำกัดความสามารถในการขยายรายละเอียดของวัตถุ เนื่องจากรายละเอียดจะลดลงในระหว่างกระบวนการถ่ายภาพ
ผลกระทบของความคลาดเคลื่อนทรงกลมจะแสดงในรูปต่อไปนี้ โดยที่จุดเช่นวัตถุ P ก่อตัวเป็นภาพบนระนาบเกาส์เซียน P ซึ่งดูไม่เหมือนจุดสอง แต่เป็นพื้นที่สว่างตรงกลางที่มีความเข้มสูง-และมีรัศมีล้อมรอบ
ความคลาดเคลื่อนทรงกลมเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในเลนส์ใกล้วัตถุ เนื่องจากจะลดคุณภาพของภาพ TEM และเลนส์อื่นๆ ทั้งหมดจะขยายข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้น ความคลาดเคลื่อนของลูกบอลมีอันตรายพอๆ กันในกระจกโฟกัสของ AEM และ STEM ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ต้องการกระแสกระตุ้นขนาดใหญ่เพื่อสร้างลำแสงอิเล็กตรอนที่เล็กที่สุด ฟังก์ชันการทำงานที่ TEM ทุกรูปแบบสามารถทำได้ที่ขีดจำกัดความละเอียดนั้นเกือบจะถูกจำกัดด้วยความคลาดเคลื่อนทรงกลม ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ผู้คนรู้สึกตื่นเต้นมากที่สามารถแก้ไขความคลาดเคลื่อนทรงกลมได้
