电子光学基础
现代材料分析方法第七章电子光学基础
目录
• 电子光学基础概述 • 电子光学基础理论 • 电子光学实验技术 • 现代材料分析中的电子光学应用 • 电子光学的发展前景与挑战
01
电子光学基础概述
电子光学的基本概念
电子光学是研究电子在电磁场中的运 动和电磁场对电子运动的反作用的科 学。
电子光学的基本原理包括电子波动性、 电磁场对电子运动的洛伦兹力作用等。
电子光学在新能源领域的应用
太阳能电池
电子光学在太阳能电池的设计和优化中发挥着重要作用，如通过 光学干涉和衍射提高太阳能电池的光电转换效率。
光电探测器
光电探测器是新能源领域的重要器件，电子光学为其设计和优化提 供了理论基础和技术支持。
风力发电机叶片检测
电子光学技术可用于风力发电机叶片的检测和监测，通过无损检测 手段确保叶片的可靠性和安全性。
透射电子显微镜技术
透射电子显微镜的基本原理
利用高能电子束穿透薄样品，通过电磁透镜成像。通过改变 透镜的焦距和电流强度，可以得到不同放大倍数的图像。
透射电子显微镜的应用
在生物学、医学、环境科学等领域广泛应用，用于观察细胞 、蛋白质、病毒等超微结构，以及研究环境污染物对生物体 的影响等。
04
现代材料分析中的电子光学 应用
它涉及到电子波的传播、散射、干涉、 衍射等现象，以及电子与物质的相互 作用。
电子光学的发展历程
19世纪末，汤姆逊和洛伦兹等科学家开始研究电 子在电磁场中的运动，奠定了电子光学的基础。
20世纪初，量子力学的出现和发展，为电子光学 提供了更深入的理论基础。
现代电子光学的发展，得益于电子显微镜、扫描 隧道显微镜等先进仪器的出现和应用。
02
电子光学基础理论
光电子技术基础
光电子技术基础•光电子技术概述•光源与光辐射•光电探测器与光电转换目录•光学系统与光路设计•光电子器件与工艺•光电子技术应用实例光电子技术概述01CATALOGUE光电子技术的定义与发展光电子技术的定义光电子技术是研究光与电子相互作用及其应用的科学领域，涉及光的产生、传输、调制、检测和处理等方面。
光电子技术的发展历程自20世纪初爱因斯坦提出光电效应以来，光电子技术经历了从基础研究到应用研究的逐步发展，现已成为现代科技领域的重要分支。
光电子技术在通信领域的应用主要包括光纤通信、无线通信和卫星通信等，实现了高速、大容量的数据传输。
通信领域光电子技术在显示技术方面的应用如液晶显示、有机发光显示等，为现代电子产品提供了丰富多彩的视觉体验。
显示技术光电子技术在太阳能利用、光伏发电等领域的应用，为可再生能源的开发和利用提供了技术支持。
能源领域光电子技术在生物医学领域的应用如光学成像、光动力疗法等，为疾病的诊断和治疗提供了新的手段。
生物医学随着微电子技术的发展，光电子器件将越来越微型化、集成化，实现更高的性能和更小的体积。
微型化与集成化人工智能和自动化技术的引入将进一步提高光电子系统的智能化水平，实现更高效的运行和管理。
智能化与自动化环保意识的提高将推动光电子技术向更环保的方向发展，如开发低能耗、无污染的光电子器件和系统等。
绿色环保光电子技术与材料科学、生物医学等学科的融合将产生更多的交叉学科和创新应用。
跨学科融合光源与光辐射02CATALOGUE利用物体加热到高温后产生的热辐射发光，如白炽灯、卤钨灯等。
具有连续光谱、色温低、显色性好等特点。
热辐射光源利用气体放电时产生的可见光辐射发光，如荧光灯、高压汞灯等。
具有高效、节能、长寿命等优点。
气体放电光源利用固体发光材料在电场或光场激发下产生的发光现象，如LED 、OLED 等。
具有节能环保、响应速度快、可调控性强等特点。
固体发光光源光源的种类与特性表示光源发出的总光能量，单位是流明（lm ）。
光电子技术(基础光学知识)
真空中电磁波的波长λ与频率υ的关系为
•பைடு நூலகம்
λ= c/υ
（2.2）
•真空中电磁波的传播速度c ≈ 3. 0 ×108m/s为常量，所以频率不同的电磁波在真
空中具有不同的波长。频率愈高，对应的波长就越短。按照电磁波频率或波长的
顺序可以排列起一电磁波谱图，如图2.1所示。
图2.1电磁波及可见光波长分布
表2.1列出了电磁波段的详细划分及用途,这里涵盖了目前已经发现并得到广泛利用 的不同波长的各类电磁波，这里有波长达104m以上的，也有波长短到10-5 nm以下 的。下面对各种不同性质的电磁波分别作简单的介绍。
•
•c =
(2.1)
•式中：ε0为真空中的介电常数；μ0为真空中的磁导率。
•在国际单位制中，指定μ0 = 4π×10-7 H/m，由精密测定ε0=8. 854 ×10-12 F/m， 推算得c ≈ 3. 0 ×108m/s。
• 电磁波的波谱范围很广，包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、Ｘ射线和
Y射线等。这些电磁波从波动特性的角度，本质上完全相同，只是波长不同而已。
无线电波我们无法用肉眼直接看见，而我们所讨论的可见光
却是我们睁开眼睛就能见到的。可见光其实也是电磁波，但只 占整个电磁波谱中很小的一部分，只有波长范围在400 ~ 760 nm之间的电磁波能使人眼产生光的感觉。有意思的是不同波 长的电磁波对人眼中所呈现的效果是各不相同，随着波长的缩 短，呈现的感官效果，也可称为“颜色”依次为红、橙、黄、绿 、青、蓝、紫。我们日常感受到的白光则是各种颜色的可见光 的混合，也即是400 ~ 760 nm之间的电磁波的混合。
电子行业电子光学基础
电子行业电子光学基础概述电子光学是电子行业中的一个重要分支，它研究的是电子在光学系统中的行为和特性。
光学技术在电子行业的许多领域中起着至关重要的作用，例如光通信、显示器件、光电子器件等。
本文将介绍电子行业中电子光学的基础知识。
光学基础光学是研究光的传播、发射与接收以及与物质的相互作用的科学。
光是电磁波的一种，它有波粒二象性。
光学研究主要涉及以下几个方面：光的特性包括波长、频率、速度和能量等。
光的波长决定了其在介质中的传播速度和折射率，而频率则对应着光的色彩。
光的速度在真空中是一个常量，约为3 × 10^8 m/s。
光的传播与折射当光从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象。
折射现象是由于光在不同介质中传播速度的改变而引起的。
根据折射定律，光线在两种介质中的传播方向会发生改变。
光的反射与折射光在与界面接触时会发生反射与折射。
根据反射定律，入射光线与法线的夹角等于反射光线与法线的夹角。
折射光线的偏折程度则由折射率决定。
不同波长的光在介质中传播时会发生不同程度的折射，这称为色散现象。
色散使得不同颜色的光在经过透镜或棱镜等光学器件时产生色差。
电子光学在电子行业中的应用光通信光通信是一种利用光的传输信息的技术。
它使用光纤作为传输介质，通过调制和解调的方法实现信息的传输和接收。
光通信具有传输速度快、传输距离远、抗干扰能力强等优点，因此在电子行业中得到广泛应用。
电子光学在显示器件中的应用非常广泛。
例如，在液晶显示器中，背光模块使用光学器件提供光源，而液晶屏使用光学装置调节光的透过程度，从而实现图像的显示。
光电子器件光电子器件是利用光与电子的相互作用实现功能的器件。
例如，光电二极管（Photodiode）是一种能将光信号转换为电信号的器件。
光电子器件在光电子技术、光电波导技术等领域中具有广泛的应用。
结论电子光学是电子行业中的重要领域，它研究光的传播与作用在电子系统中的应用。
了解电子光学的基础知识对于理解电子行业中的光学技术具有重要意义。
光电子学基础及其在信息科学中的应用
光电子学基础及其在信息科学中的应用光电子学是一门研究光与电相互作用以及在半导体、光纤、光电器件等领域中应用的学科。
在信息科学中，光电子学的应用越来越广泛，例如光纤通信、激光印刷、光学存储等等。
本文将从基础方面介绍光电子学的涉及内容，并探讨其在信息科学中的应用。
1. 光的性质光的基本性质是电磁波，具有电场和磁场的特性。
其中电场是与光传播方向相垂直的振荡性质，磁场也遵循相同的规律。
光的波长决定了它在介质中的速度，光在真空中的速度是光速，约为3×10^8 m/s。
2. 半导体物理半导体在光电子学中起着核心作用。
它是指在晶体中，某些能级缺失电子（空穴）或多余电子（自由电子），可以带电的固体物质。
半导体材料的最优字段是红外区域，从而实现高响应、大量产和低成本的光电器件。
3. 光电器件光电器件是指那些具有光电转换功能的器件。
常见的光电器件有光电二极管和光敏电阻。
光电二极管是利用半导体材料进行光电转换，将光信号转化成电信号；光敏电阻则是根据光的强度对电阻进行调节。
4. 光纤通信光纤通信是将信号转换成光信号进行传输的通信方式。
在光纤通信中，信息通过激光器转换成光信号，再通过光纤进行传输，通过光电探测器转换回电信号，接收端再将其转换为原始信息。
相比其他通信方式，光纤通信的传输速度更快、距离更远、更稳定。
5. 激光印刷激光印刷是一种通过通过激光器制作模板来给物体表面直接刻画的印刷。
激光印刷可以制造精细图案或文字，并且可以在许多材料上使用，例如金属、塑料和玻璃。
激光印刷取代了传统的印刷方式，更加灵活和高效。
6. 光学存储光学存储是一种利用光记录信息并在之后读取的存储方式。
在光学存储中，光通过激光器发送到介质上，然后烧录或烤制物质以记录信息。
读取时，激光通过介质并检测跟踪光信号。
总之，光电子学在信息科学中的应用日趋广泛。
它在通信、印刷、存储和其他领域都有着重要的作用。
我们期望光电子学在未来得到更广泛的应用，为人们带来更多的便利。
第一电子光学基础
d df
f
电磁透镜的焦距f可由下式求得
f
K
Ur (IN )2
K－常数；Ur－经相对论校正的电子加速电压；I －通过线圈的电流
强度；N －线圈每厘米长度上的圈数.
从上式可看出，无论激磁方向如何，电磁透镜的 焦距总是正的。改变激磁电流，电磁透镜的焦距和放 大倍数将发生相应变化。因此，电磁透镜是一种变焦 距或变倍率的会聚透镜，这是它有别于光学玻璃凸透 镜的一个特点。
电磁透镜的景深大，对于图像的聚焦操作（尤 其是高放大倍数下）是非常有利的。
电磁透镜和静电透镜相比有如下的优点
电磁透镜
静电透镜
1. 改变线圈中的电流强 1. 需改变加速电压才可 度可很方便的控制焦距 改变焦距和放大率；
和放大率；
2. 静电透镜需数万伏电
2. 无击穿，供给电磁透 压，常会引起击穿；
镜线圈的电压为60到 3. 像差较大。 100伏；
3. 像差小。
目前，应用较多的是磁透镜，我们只分析磁透镜 是如何工作的。
△ rAfA
Δf A 由于象散而引起的焦距差。
透镜磁场不对称，可能是由于极靴被污染，或极 靴的机械不对称性，或极靴材料各向磁导率差异引 起（由制造精度引起）。像散可通过引入一个强度 和方向都可以调节的矫正电磁消像散器来矫正。
4.1.3 色差
色差是由于入射电子波长（或能量）不同造成的。由于色差 引起的散焦斑半径折算到原物平面后的表达式为：
4.1、像差
电磁透镜也存在缺陷，使得实际分辨距离远小于 理论分辨距离，对电镜分辨本领起作用的像差有几 何像差（球差、像散等）和色差。
➢几何像差是因为透镜磁场几何形状上的缺陷而造 成的； ➢色差是由于电子波的波长或能量发生一定幅度的 改变而造成的。
电子显微镜第一章电子光学基础与电子透镜
L2
D1
P1 屏
象平
2MX
面
场深示意图
2d最小M
焦深示意图 42
场深关系式
Df
2X
tan
2X
2d最小
焦深关系式
D1
2d最小M
tan 1
L1
tan
L2
tan 1
tan 1
L1 L2
tan
M
D1
2d最小M 2
Df M 2
43
h 2em0U （1-3）
11
把 h=6.6210-34 J.s, e=1.6010-19 C, m0=9.1110-31
kg数值代入，式（1-3）可以简化为：
150
λ
或者
U
12.25
U
(1-4)
推导上述式子的前提条件是：υ<<c，所以 它仅仅适用于加速电压比较低的情况下。
12
在电子显微镜中，一般电子的加速电压为几 十千伏，因此电子波长的计算，必须引入相 对论校正。考虑电子运动的相对论效应，运 动电子的质量为：
100
0.0370
200
0.0251
500
0.0142
1000
0.00687
15
电子在静电场中的运动
vt1
v1 θ vt2
U1
γ
U2
v2
电场中等电位面与光学系统中两介质界面起 着相同的作用。
16
电子在磁场中的运动
17
第二节 电子透镜
S
I
电子在轴对称磁场中的运动轨迹
电子光学基础
由球差和衍射所决定的电磁
透镜的分辨本领r对孔径半 角α的依赖性
23
❖像散
像散是由透镜磁场的非旋转对称而引起。 如果电磁透镜在制造过程中已经存在固有的像散，则可以通过引 入一个强度和方位都可以调节的矫正磁场来进行补偿，这个能产生 矫正磁场的装置称为消像散器。
24
❖色差
是由于入射电子波长（或能量）的非单一性造成。
略了。
19
像差：球差、像散、色差等，其中，球差 是限制电子透镜分辨本领最主要的 因素。
球差：用球差散射圆斑半径Rs和纵向球差 ΔZs两个参量来衡量。
Rs：指在傍轴电子束形成的像平面(也 称高斯像平面)上的散射圆斑的半径。 ΔZs：
是指傍轴电子束形成的像点和远轴 电子束形成的像点间的纵向偏离距离。
20
18
值得 注意
透镜的实际分辨本领除了与衍射效应有关以
外，还与透镜的像差有关。
光学透镜，已经可以采用凸透镜和凹透镜的组
合等办法来矫正像差，使之对分辨本领的影响
远远小于衍射效应的影响;
光学与电子透 镜的区别
但电子透镜只有会聚透镜，没有发散透镜，所
以至今还没有找到一种能矫正像差的办法。这
样，像差对电子透镜分辨本领的限制就不容忽
现代电子显微镜用磁透镜替 代！！！
11
❖磁透镜及电子在磁场中的运动
电磁透镜的聚焦原理: 通电的短线圈就是一个简单的电磁透镜，它 能造成一种轴对称不均匀分布的磁场。穿过 线圈的电子在磁场的作用下将作圆锥螺旋近 轴运动。而一束平行于主轴的入射电子通过 电磁透镜时将被聚焦在主轴的某一点
12
带有铁壳以及极靴的电磁透镜及磁场分布示意图
出的电子
强度关系
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胡克显微镜
现代普通光学显微镜
电子光学基础
1、引言
光学显微镜就是利用可见光作为照明源的一种显微镜，极限分
辨率为200nm，比人眼的分辨本领提高了约1000倍，但仍难以
满足许多微观分析的要求。
（徕卡）Leica DM系列金相显微镜
双目倒置金相显微镜
电子光学基础
1、引言
1932年德国物理学家Ruska发明了以电子束为光源的透射电子显微镜 随着电子技术的发展，高分辨电子显微镜的发明将分辨率提高到原子
电子光学基础
2、电子波与电磁透镜
(2) 电子波波长
不同加速电压下的电子波波长
加速电压 U/kV 20 电子波长 λ/nm 0.00859 加速电压 U/kV 120 电子波长 λ/nm 0.00334
40
60 80 100
0.00601
0.00487 0.00418 0.00371
160
200 500 1000
(iii) 电磁透镜与光学透镜异同 电磁透镜成像时满足光学透镜成像基本公式，即物距u、像 距v和焦距 f 满足下式： 1 1 1 f u v 对于电磁透镜，其焦距 f 是可以改变的，f 常用近似公式为：
f K
IN 2
Ur
放大倍数：
f M u f
式中K为常数；Ur是经相对论校正的电子加速电压；IN是线 圈的安匝数。 改变激磁电流可以方便地改变电磁透镜焦距。且电磁透镜焦 距 f 总为正值，表明电磁透镜只有凸透镜，不存在凹透镜。
1 2 mv eU 2
即
2eU v m
e为电子所带电荷，e = -1.6×10-19C。
电子光学基础
2、电子波与电磁透镜
(2) 电子波波长
h 2emU
当电子运动速度较低时，m接近电子静止质量m0（m0＝ 9.1×10-31Kg）；当电子运动速度很高时，电子质量必须经 过相对论校正，即： m
m
0
v 1 c
2
可见，λ与U成反比，加速电压U越高，电子运动速度v越大， 电子波长λ越短。
电子光学基础
2、电子波与电磁透镜
(2) 电子波波长
不同加速电压下的电子波波长
加速电压 U/kV 20 电子波长 λ/nm 0.00859 加速电压 U/kV 120 电子波长 λ/nm 0.00334
去，就形成两个以△r0＝R0/M为半径的小圆斑，两个圆斑之间的距离与 它们的半径△r0相等。如果两个物点S1、S2的距离进一步缩小，就无法
通过透镜把它们的像S1’、S2’分辨出来。
结论：若以任一物点为圆心，并以△r0为半径作一个圆，此时与之相邻 的第二物点位于这个圆周之内时，透镜就无法分辨出此二物点间的反差
电子光学基础
3、电磁透镜的像差与分辨率
（1）球差—Δrs 球差—由于电磁透镜近轴区域和远轴区域磁场对电子折射 能力不同而产生的一种像差。
物 P 2Δrs P RS
P
电子光学基础
3、电磁透镜的像差与分辨率
一个理想物点P经透镜折射后，远轴的电子通过透镜是折射得比
近轴电子要厉害多，以致两者不交在一点上，结果在像平面成了 一个散焦圆斑，如图示。若用像平面沿主轴从前焦点移动到后焦 点，将得到一个最小散焦斑（半径为Rs）。将最小散焦斑还原到 物平面上，得到半径为Δrs= Rs/M圆斑。
分布在周围暗环上。通常以第
一暗环半径衡量Airy斑大小。
电子光学基础
2、电子波与电磁透镜
(1) 光学显微镜的分辨率
两物点通过透镜成像后，在像平面上得到两个 Airy斑。当两个物
点由远而近相互靠近时， 其相应Airy斑也相互靠近直至发生重叠
电子光学基础
2、电子波与电磁透镜
(1) 光学显微镜的分辨率 能够分辨两个Airy斑的判据——两个Airy斑的中心距 离等于Airy斑的半径。此时在强度曲线上，两峰之间 谷底的强度降低了19%。
2
波长短
折射、聚焦成像
电子波
电子光学基础
2、电子波与电磁透镜
(2) 电子波波长 根据德布罗意（de Broglie）的观点，运动的电子除了具有 粒子性外，还具有波动性。这一点上和可见光相似。电子波 的波长取决于电子运动的速度和质量，即: h mv 式中，h为普朗克常数，h=6.626×10-34J.s；m为电子质量； v为电子运动速度，它和加速电压U之间存在如下关系：
电子光学基础
3、电磁透镜的像差与分辨率
（2）像散
一个理想 物点P
透镜像散
一个半径为 ΔrA漫散圆斑
透镜磁场的这种非旋转性对称使它在不同方向上的聚焦能力出现 差别，结果使成像物点P通过透镜后不能在像平面上聚焦成一点 △rA表示像散的大小： rA f A △fA为像散引起的最大焦距差，称像散系数。 像散是可以消除的像差，可以通过引入一个强度和方位可调的矫 正磁场来进行补偿。产生矫正磁场的装臵(1) 光学显微镜的分辨率
当两个埃利斑的中心间距等于埃利斑的半径R0时，在两个埃利斑强度叠 加曲线上，两个最强峰之间的峰谷强度降低了19％，这个强度反差对人 眼来说是刚有所感觉，即该反差是人眼能否感觉出存在S1’、S2’两个斑点
的临界值。将此时两个埃利斑的间距折算到物平面上点S1、S2的位臵上
尺度水平（目前最高为0.1nm），同时也将显微镜单一形貌观察功能扩 展到集形貌观察、晶体结构分析、成分分析等于一体。
普通光学显微镜与透射电镜(TEM)工作原理比较
电子光学基础
1、引言
电子光学基础
2、电子波与电磁透镜
(1) 光学显微镜的分辨率
由于衍射效应，一个理想物
点经过透镜成像时，在像平面
上形成一个具有一定尺寸的中 央亮斑和周围明暗相间的圆环 构成的Airy斑。 Airy斑的亮度 84%集中在中央亮斑上，其余
2、电子波与电磁透镜
(1) 光学显微镜的分辨率 一般，人眼分辨率为0.2mm，光学显微镜使人眼分辨率提
高了1000倍，称为有效放大倍数。所以光学显微镜放大倍
数在1000 ~1500，再高的放大倍数对提高分辨率没有实际 贡献（仅仅是放大图像的轮廓，对图像细节没有作用）。 问题：如何提高分辨率？ 由 r0 知，提高分辨率的关键是降低照明源的波长。
电磁线圈：产生磁力线 软铁壳：提高磁力线密 集程度，从而提高磁感应强 度，增大对电子折射能力
极靴：使磁场强度有效集中
在狭缝几毫米范围内。
电子光学基础
2、电子波与电磁透镜
(ii) 电磁透镜结构
纯线圈
带铁壳
带极靴
有极靴的电磁透镜， 其中心磁感应强度
远高于无极靴和纯
线圈。
电子光学基础
2、电子波与电磁透镜
电子光学基础
2、电子波与电磁透镜
(i)电磁透镜聚焦成像原理
一束平行于主轴的入射电子束通过电磁透镜时将被聚焦在
轴线上一点，即焦点，这与光学玻璃凸透镜对平行于轴线
入射的平行光的聚焦作用十分相似。
电子光学基础
2、电子波与电磁透镜
(i)电磁透镜聚焦成像原理
电子光学基础
2、电子波与电磁透镜
(ii) 电磁透镜结构
其中λ—照明源波长；n—透镜折射率；α—透镜孔径半角 当nsinα做到最大（n=1.5,α=70~75°）时， r0 。说明光学显
2
微镜分辨本领主要决定于照明源波长。半波长是光学显微镜分辨 率的理论极限。可见光最短波长为390nm，因此光学显微镜最高 分辨率为200nm左右。
电子光学基础
40
60 80 100
0.00601
0.00487 0.00418 0.00371
160
200 500 1000
0.00258
0.00251 0.00142 0.00087
目前电子显微镜常用的加速电压为100KV～1000KV之间， 对应的电子波波长范围是0.00371nm～0.00087nm，这样的波 长比可见光的波长短了约5个数量级。
电子光学基础
主要内容
1
2 3 4
引言
电子波与电磁透镜 电磁透镜的像差与分辨率 电磁透镜的景深和焦长
电子光学基础
1、引言
通常人眼能分辨的最小距离约0.2mm，要观察更微小的细节，
必须借助于观察仪器。显微镜的发明为人类观察和认识微观世
界提供了可能。它的基本功能就是将细微物体放大至人眼可以 分辨的程度。尽管各种显微镜的物理基础可能不同，但基本工
0.00258
0.00251 0.00142 0.00087
问题：电子波波长很短，按照极限分辨率公式，电子显微镜 的分辨率应该比可见光高很多的，但目前电子显微镜的最高 分辨率仅为0.1nm，仅比可见光高出3个数量级，为什么？
电子光学基础
2、电子波与电磁透镜
(3) 电磁透镜
电子波和光波不同，不能通过玻璃透镜会聚成像。但是
Δrs。但无法像光学显微镜那样通过凸、凹透镜的组合设 计来补偿或矫正
电子光学基础
3、电磁透镜的像差与分辨率
（2）像散 像散——由于透镜磁场的非旋转对称(轴向不对称)引起的 像差。极靴内孔不圆、上下极靴轴线错位、极靴材质不均 匀以及周围的局部污染都会导致透镜的磁场产生椭圆度， 使电子在不同方向上的聚焦能力出现差异。
像平面
2Δrs
2RS
电子光学基础
3、电磁透镜的像差与分辨率 一个理想 物点P
定义Δrs为球差
透镜球差
1 rs C s 3 4
一个半径为 Δrs漫散圆斑
其中：Cs—球差系数，通常电磁透镜的Cs相当于焦距，
约为1~3mm；α—孔径半角。
通过减小Cs和降低α来减小球差，尤其减小α可以显著降低
轴对称的非均匀电场和磁场则可以让电子束折射，从而