Hallo!
Ich wüsste gerne, ob man einen Lichtstrahl oder einen Elektronenstrahl besser und einfacher fokussieren kann.
Vielen Dank für Antworten, beste Grüße
Jan
Hallo,
Ich wüsste gerne, ob man einen Lichtstrahl oder einen
Elektronenstrahl besser und einfacher fokussieren kann.
Vielen Dank für Antworten, beste Grüße
Ein Lichtstrahl, wenn man die Größe des Fokus auf die Wellenlänge bezieht.
Aber da sollte man aufpassen, dass man nicht Äpfel und Birnen vergleicht. Um welche Wellenlängen geht es dir denn?
Grüße,
Moritz
Vielen Dank für die schnelle Antwort!
Die Strahlen sind nicht genauer spezifiziert. Prinzipiell soll es sich beim Lichtstrahl um elektromagnetische Strahlung beliebiger Wellenänge handeln und beim Elektronenstrahl um einen Strahl aus durch eine unbestimmte Beschleunigungsspannung beschleunigten Elektronen.
Deine Antwort ist aber sehr interessant. Bitte erkläre mir, warum die Wellenlänge die Fokussierung beeinflusst. Vielen Dank, Beste Grüße
Jan
Hallo,
Bitte erkläre mir,
warum die Wellenlänge die Fokussierung beeinflusst. Vielen
Dank, Beste Grüße
Ich probiers mal.
Für sichtbares Licht hat man recht gute Optiken entwickelt, mit denen man sehr gut fokusieren kann, wobei man durch Beugungseffekte (die ja wellenlängenabhängig sind) begrenzt wird, genauso siehts im nahen Infrarot aus.
Für die Herstellung von Mikroelektronik reicht einem das nicht, da greift man auf hartes UV-Licht zurück, was von der Handhabung her deutlich schwieriger ist.
Bei noch kleineren Wellenlängen (Röntgenstrahlung) kann man dann Kristalle als Beugungsgitter benutzen. Bei noch kleineren Wellenlängen (Gammastrahlen) kommt man, soweit ich weiss, mit Fokusierung nicht besonders gut weiter, man kann höchstens Bereiche eines Strahls abschatten.
Bei Elektronen ist das ein bisschen anders: die Elektronen interagieren untereinander, was die Fokusierung sehr schwierig macht. Man kommt also auf Fokus-Radien, die weit über der Wellenlänge der Elektronen liegen. Da Elektronen aber Ruhemasse haben, ist ihre Wellenlänge deutlich niedriger, und man kann daher weit schärfer begrenzte Elektronenstrahlen erstellen als UV-Strahlen.
HTH,
Moritz
Vielen Dank für die schnelle und ausführliche Antwort.
Möglicherweise liegt es auch daran, dass es keine Möglichkeit gibt, die Elektronen eines Elektronenstrahl alle genau gleich zu beschleunigen. Dann hätte alle eine unterschiedliche Wellenlänge. In der Optik gilt, dass unterschiedliche Wellenlängen unterschiedlich stark gebrochen werden. Ich denke, das müsste auch für die Beugung eines Elektronenstrahls gelten. Damit ließe sich ein Elektronenstrahl viel schlechter fokussieren als ein monochromatischer Lichtstrahl.
Auch das mit der Ruhemasse des Elektrons gefällt mir gut. Könnte man da nicht einharken und mit Heisenbergs Unschärferelation argumentieren? Wenn ich den Ort (Fokus) möglichst genau bestimmen will, dann sollte der Impuls möglichst unbestimmt sein. Aber gerade gerate ich ins Wanken, da mir nicht klar ist, ob bei einem Elektronen oder einem Lichtstrahl der Ort unbestimmter ist. Vielleicht kann man auch so nicht argumentieren. Was denkst du?
Monochromatisches Licht sollte doch aus Photonen gleichen Impulses bestehen. Durch unterschiedliche Beschleunigungen und Interaktion der Elektronen untereinander wird ein Elektronenstrahl aus Elektronen unterschiedlicher Impulse bestehen. Außerdem wird der Impuls viel größer sein als der eines Photon, aufgrund der Ruhemasse. Also würde der Elektronenstrahl genauer sein. Allerdings glaube ich, dass sofern man die Elektronen nicht auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, der Unschärfeeffekt kaum zum Tragen kommen wird. Wie siehst du das?
Beste Grüße,
Jan
Hi,
Ausgehend von sichtbarem Licht und üblichen Beschleunigungsspannungen ergibt sich Deine Antwort aus dem Vergleich zwischen Licht- und Elektronenmikroskop. Welches hat die höhere Auflösung? Somit lassen sich Elektronenstrahlen feiner fokussieren.
Gruß
Moriarty