Что понимается под понятием ?электронные микроскопы?? Правда ли, что благодаря электронам можно рассмотреть и даже сфотографировать мельчайшие предметы, причем в увеличенном виде? Эти вопросы волнуют умы людей с тех пор, как в обиход ученых было введено понятие ?цифровые микроскопы?.
Известно, что электроны ? это отдельные частицы, имеющие способность двигаться с огромными скоростями в условно пустом пространстве. Эту мысль впервые высказали ученые Дж.Томсон и В. Крукс, проведя многочисленные опыты по провождению электричества сквозь разреженные газы. Суть опыта заключалась в следующем. Внутрь стеклянной трубки помещалась металлическая пластинка, из нее выкачивали полностью газ, и она заряжалась до высокого напряжения. Если показатель напряжения был велик, то из пластинки начинали исходить лучи. Их не было видно глазу, но если поставить между стеклом и пластинкой любой предмет, то на стекле вырисовывалась тень. Ее форма ясно давала понять, что лучи заставляют стекло светиться. Множество опытов доказали, что эти лучи ? и есть электроны. Это произошло в 1897 году, и он заслуженно стал ?днем рождения? электрона.
В 1931 году немецкий ученый Р. Руденберг запатентовал электронный микроскоп с эффектом просвечивания. Он имел электростатическую фокусировку электронов. Весь двадцатый век инженеры совершенствовали новый прибор, и, наконец, в 1981 году был создан туннельный микроскоп. В нем электроны могут ?перебегать? между рассматриваемым образцом и зондовой иглой. Рельефное изображение получается благодаря сканированию образца, а это достигается измерением расстояния между ним и концом иглы.
Обычные световые микроскопы не могут разделить две точки, если расстояние между этими точками меньше четверти световой волны по длине. А электронные микроскопы ?видят? объекты, размеры которых ограничены длиной волны процесса, окружающего электрон в полете. Таким образом, следует феноменальный вывод: при увеличении скорости электронов, возможно довести разрешающую способность микроскопа в принципе до бесконечности. Но реально ли это на практике?
Уже доказано, что можно достичь скорости электрона в 75 тыс. вольт. При этом разрешающая способность становится почти 2 ангстрем. Это практически размер атома!
В настоящее время уже можно получить самые разнообразные снимки тончайших листов металла, проволоки, клеточных органоидов. Они прозрачны для электронов и позволяют делать качественные фотографии.
Вполне возможно, что цифровые микроскопы сделаются обычными приборами наравне со световыми микроскопами. Сейчас они активно применяются в биологии, медицине, даже на производстве. Освоение этой сферы науки идет быстрыми темпами, и невозможно представить все возможности, что откроются человечеству с помощью новых электронных микроскопов.
Опубликовано: 15.12.2011
