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目录1

第一章　旋转对称的静电场和静磁场1

§1 静场的基本方程1

§2 旋转对称静电场3

一、旋转对称静电场的级数表示式3

二、旋转对称静电场的积分表示式6

三、旋转对称静电场的等位面的性质8

四、旋转对称静电场的力管的性质12

一、旋转对称静磁场的矢位和流函数15

§3 旋转对称静磁场15

二、旋转对称静磁场的级数表示式19

三、旋转对称静磁场的标位21

四、旋转对称静磁场的积分表示式22

五、存在磁介质时的静磁场23

§4 用解析方法决定旋转对称静电场26

一、选择曲线坐标系求解圆孔单光阑问题27

二、用分离变量法求解等径双圆筒静电系统的电位分布31

三、用分离变量法求解具有不饱和铁壳（或极靴）的励磁线圈绕组（磁透镜）的磁场分布34

一、电解槽模拟法38

§5 旋转对称静电场和静磁场的实验测量38

二、电阻网模拟法43

三、磁场的直接测量49

第二章　静场中带电粒子的轨迹53

§1 费马原理和最小作用原理53

一、费马原理53

二、哈密顿原理54

三、最小作用原理56

一、电子光学折射率的表示式58

§2 电子光学折射率58

二、规范化电位59

三、电子光学折射率的一些性质60

§3 轨迹方程60

一、自然坐标系中的轨迹方程61

二、固定坐标系中的轨迹方程63

三、直角坐标系中普遍的轨迹方程65

四、圆柱坐标系中普遍的轨迹方程66

§4 旋转对称静场中的角动量守恒定理67

一、轨迹的曲率69

§5 轨迹的曲率·相似性和可逆性69

二、轨迹的相似性72

三、轨迹的可逆性75

第三章　高斯电子光学77

§1 旋转对称静场中的高斯轨迹方程77

一、傍轴区、傍轴条件和傍轴轨迹77

二、高斯轨迹方程78

§2 理想成象理论83

一、理想成象83

三、简正形式的高斯轨迹方程83

二、角放大率·拉格朗日-亥姆霍兹关系86

三、象的旋转87

§3 电子透镜的基点89

一、实在基点元素（real cardinal elements）90

二、密切基点元素（osculating cardinal elements）94

三、渐近基点元素（asymptotic cardinal elements）96

§4 Glaser钟形磁场的分析99

一、高斯轨迹方程的解100

二、钟形磁场的密切基点元素101

三、钟形磁场的渐近基点元素106

第四章 象差理论110

§1 实在三级几何象差111

一、球差·谢尔赤原理119

二、彗形差122

三、场曲和象散·贝兹伐尔定律123

四、畸变130

§2 渐近三级几何象差132

一、渐近几何象差的概念132

二、三级渐近几何象差的普遍公式133

三、三级渐近几何象差系数140

§3 色差147

一、实在色差·谢尔赤原理148

二、渐近色差153

§4 机械象差155

一、轴上象散159

二、象的畸变161

§5 衍射象差和理论分辨率162

一、衍射象差162

二、球差和衍射所决定的理论分辨率163

三、轴上象散和衍射所决定的理论分辨率164

四、色差和衍射所决定的理论分辨率165

第五章 静电透镜166

§1 静电透镜的分类166

一、静电透镜分类的基础166

二、短透镜168

§2 单电位透镜170

一、单电位透镜的型式及一般性质170

二、三光阑组成的单电位透镜的光学性质173

§3 单光阑透镜和浸没透镜178

一、单光阑透镜178

二、浸没透镜179

§4 浸没物镜（阴极透镜）182

一、发射式电子显微镜182

二、电子枪185

三、变象管188

第六章 磁透镜192

§1　无铁磁透镜192

§2　磁透镜的磁路193

一、磁透镜的结构·磁路195

二、极靴处于不同磁饱和程度时轴上磁感应强度分布的变化196

三、磁路的设计198

四、轴上磁感应强度分布202

五、激励磁透镜场需要的功率204

§3　磁透镜的电子光学性质205

一、表征磁透镜极靴形状、激励和电子光学性质的参数205

二、通用曲线206

三、当D/S趋于零时磁透镜的电子光学性质208

四、对称磁透镜的电子光学性质209

五、不对称磁透镜的电子光学性质214

六、弱（短）磁透镜的电子光学性质218

§4　磁透镜的分辨率·设计实例220

一、电子显微镜的物镜220

二、电子显微镜的投影镜221

三、设计实例222

§5　新型磁透镜——单极靴透镜223

一、单极靴透镜的结构224

二、磁化球模型225

三、单极靴透镜的实际结构·例227

第七章　非旋转对称系统的电子光学230

§1　静电偏转系统230

一、基本公式和基本问题230

二、静电偏转板的设计计算231

三、偏转后加速（PDA）系统234

四、静电偏转系统的象差236

一、基本公式和基本问题244

§2　磁偏转系统244

二、磁偏转线圈的设计计算245

三、磁偏转系统的象差254

§3　具有两个对称面的系统·四极透镜255

一、四极透镜的电位分布255

二、高斯轨迹方程259

三、轨迹方程的解·基点元素260

四、四极透镜组263

§4　电磁多极系统270

一、圆柱坐标系中电位和磁标位的普遍表示式270

二、电磁多极场的分析和计算273

第八章　电子光学系统的计算机辅助设计276

§1　静电透镜的计算机辅助设计276

一、静电场的计算·有限差分法277

二、静电场中电子运动方程的求解291

三、傍轴电子轨迹方程的求解298

四、静电透镜电子光学性质的计算299

五、用实际轨迹计算静电透镜的电子光学性质302

§2　磁透镜的设计308

一、用有限单元法计算不饱和磁透镜的磁场分布309

二、用有限单元法计算饱和磁透镜的磁场分布318

三、磁透镜电子光学性质的计算322

四、例323

§3　电磁多极系统的设计326

一、多极场的傅里叶展开·谐波方程式326

二、边界条件326

三、逐次张弛法329

四、等位线和力线的描绘329

五、例330

参考资料335