電子生物顯微鏡在電磁場中的運動軌跡在數學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柞F常相似的成像規律，從而導出電子透鏡的性質及其像差的概念。
　　這些生物顯微鏡內容構成了幾何電子光學的基礎。首先我們應該象幾何光學中那樣引進焦點、焦面、主點、主面等統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性質，誠然，電子光學系統中透鏡存在的區域沒有明確的界限，電子運動的軌跡是連續改向的曲線，因此必須根據實際情況，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以外，而且場區很窄。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出的平行于袖的電子軌跡，經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系式，式中各參量的意義可參看。

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