電子生物顯微鏡在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡在數(shù)學(xué)上可用一種微分方程來(lái)描述,。一般說(shuō)來(lái)這種方程組是相當(dāng)復(fù)雜的,。但理論研究指出，如果加以一定的條件限制,，情況就可大大簡(jiǎn)化,，并可由此得出和幾何光學(xué)柞F常相似的成像規(guī)律，從而導(dǎo)出電子透鏡的性質(zhì)及其像差的概念,。
　　這些生物顯微鏡內(nèi)容構(gòu)成了幾何電子光學(xué)的基礎(chǔ),。首先我們應(yīng)該象幾何光學(xué)中那樣引進(jìn)焦點(diǎn)、焦面,、主點(diǎn),、主面等統(tǒng)稱為基點(diǎn)元素的概念。因?yàn)橹灰懒艘粋€(gè)電子透鏡的圣點(diǎn)位置,，就可以確定該透鏡的理想光學(xué)性質(zhì),，誠(chéng)然，電子光學(xué)系統(tǒng)中透鏡存在的區(qū)域沒(méi)有明確的界限,，電子運(yùn)動(dòng)的軌跡是連續(xù)改向的曲線,，因此必須根據(jù)實(shí)際情況，采用不同方法來(lái)定義基點(diǎn)位置,。有些電子透鏡在工作時(shí),，物和像以及其焦點(diǎn)、焦面均可能處于透鏡場(chǎng)的作用區(qū)以外,，而且場(chǎng)區(qū)很窄,。為此我們可稱其為透鏡。對(duì)于這類(lèi)透鏡,，一對(duì)主面（點(diǎn)）互相重疊并位于透鏡中心處,，因此通常只需定義兩對(duì)基點(diǎn)元素，即物方焦點(diǎn)只,。和像方焦點(diǎn)萬(wàn),，物方焦距。和像方焦距人,。焦點(diǎn)是指從物平面上不同高度處發(fā)出的平行于袖的電子軌跡,，經(jīng)場(chǎng)作用后和軸的相交點(diǎn),，亦稱像方焦點(diǎn)。生物顯微鏡反方向來(lái)的電子軌跡定出的焦點(diǎn)為物方焦點(diǎn),。焦距是焦點(diǎn)到相應(yīng)主面（或短透鏡的透鏡中心）之間的距離,。對(duì)于短透鏡可以證明有下列一些基本關(guān)系式，式中各參量的意義可參看,。

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