電子生物顯微鏡在電磁場中的運動軌跡在數(shù)學(xué)上可用一種微分方程來描述,。一般說來這種方程組是相當復(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)中那樣引進焦點、焦面,、主點,、主面等統(tǒng)稱為基點元素的概念。因為只要知道了一個電子透鏡的圣點位置,，就可以確定該透鏡的理想光學(xué)性質(zhì),，誠然，電子光學(xué)系統(tǒng)中透鏡存在的區(qū)域沒有明確的界限,，電子運動的軌跡是連續(xù)改向的曲線，因此必須根據(jù)實際情況,，采用不同方法來定義基點位置,。有些電子透鏡在工作時，物和像以及其焦點,、焦面均可能處于透鏡場的作用區(qū)以外,，而且場區(qū)很窄。為此我們可稱其為透鏡,。對于這類透鏡,，一對主面（點）互相重疊并位于透鏡中心處，因此通常只需定義兩對基點元素,，即物方焦點只,。和像方焦點萬，物方焦距,。和像方焦距人,。焦點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)場作用后和軸的相交點,，亦稱像方焦點,。生物顯微鏡反方向來的電子軌跡定出的焦點為物方焦點。焦距是焦點到相應(yīng)主面（或短透鏡的透鏡中心）之間的距離,。對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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