F7511 Elektronová optika a mikroskopie

Přírodovědecká fakulta
podzim 2025
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: z.
Vyučováno kontaktně
Vyučující
Mgr. Tomáš Radlička, Ph.D. (přednášející)
Garance
Mgr. Tomáš Radlička, Ph.D.
Ústav teoretické fyziky a astrofyziky – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav teoretické fyziky a astrofyziky – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Anotace
V přednášce jsou podány základy optiky nabitých částic. Jsou popsány různé varianty poruchové teorie a jejich příklady pro optické soustavy s přímou i obecnou centrální trajektorií. Jsou rozebrány metody výpočtu elektromagnetických polí jednotlivých optických prvků. Součástí výuky budou aplikace jednotlivých teoretických metod pro výpočty elektronové optických systémů včetně ukázek numerického řešení.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu: - Schopen popsat paraxiální vlastnosti elektronově optických systémů - Rozumět vlivu aberací na vlastnosti elektronově optických systémů - Rozumět vlivu vlnových a geometrických aberací na rozlišení elektronového mikroskopu - Rozumět vlivu parazitických aberací na elektronové mikroskopu, včetně způsobů jejich korekce - Rozumět principu formování obrazu v elektronových mikroskopech
Klíčová témata
Elektronová mikroskopie s vysokým rozlišením: Ruska - TEM, SEM, STEM. Matematické nástroje pro optiku nabitých částic: aproximativní metody řešení klasických (Lagrangeova, Hamiltonova a Hamiltonova - Jacobiho rovnice) a kvantových (Schrödingerova rovnice) pohybových rovnic. Pohyb svazku nabitých částic ve fázovém prostoru. Výpočet a praktická realizace rotačně souměrných a multipólových magnetických a elektrostatických polí. Optické prvky v optice nabitých částic: elektronové zdroje, čočky, deflektory, multipóly, hranoly a zrcadla.
Studijní zdroje a literatura
  • HAWKES, Peter W.; KASPER, Erwin. Principles of Electron Optics: Basic Geometrical Optics. 2nd ed. London: Academic Press / Elsevier, 2017. ISBN 978‑0‑08‑102256‑6.
  • HAWKES, Peter W.; KASPER, Erwin. Principles of Electron Optics: Applied Geometrical Optics. 2nd ed. London: Academic Press / Elsevier, 2017
  • HAWKES, Peter W.; KASPER, Erwin. Principles of Electron Optics: Wave Optics. 2nd ed. London: Academic Press / Elsevier, 2022. ISBN 978‑0‑12‑818979‑5
  • LENCOVÁ, Bohumila a Michal LENC. Optické prvky elektronových mikroskopů. In Academia. Praha: Academia, 1996, s. 15-62. ISBN 80-200-0329-0. info
Přístupy, postupy a metody používané ve výuce
Přednáška
Způsob ověření výstupů z učení a požadavky na ukončení
Přednášky. Pro zápočet zpracování domácího úkolu - řešení studentem vybraného netriviálního problému částicové optiky.
Navazující předměty
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2010 - akreditace, podzim 2000, podzim 2002, podzim 2004, podzim 2006, podzim 2008, podzim 2010, podzim 2011 - akreditace, podzim 2016, podzim 2018, podzim 2020, podzim 2022, podzim 2024.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2025/F7511