ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
46
означает, что с их помощью можно различать объекты размером порядка 10
-7
м, т. Е. в
сотни нанометров. На пути дальнейшего увеличения разрешающей способности
оптических микроскопов возникают трудности принципиального характера. Дело здесь в
существовании так называемого дифракционного предела разрешения (установленного
Рэлеем в семидесятых годах девятнадцатого века), говорящего о том, что нельзя
различить объекты, расстояние между которыми меньше, чем
,61.0 nd
λ
=
где
λ
– длина
световой волны, а
n
– показатель преломления среды. Как известно, оптический диапазон
(т.е. видимый глазом свет), простирается от 400 (фиолетовый) до 800 нм (красный),
таким образом, даже теоретически при помощи самого сильного микроскопа нельзя
рассмотреть объекты мельче примерно 200 нм. В этот диапазон попадают, например,
живые клетки, размер которых составляет сотни и тысячи нанометров, а вот атомы,
размеры которых не превышают нескольких десятых нанометра, оптическому
микроскопу уже недоступны. Естественным выходом в данной ситуации представляется
уменьшение длины волны излучения. Причем для того, чтобы при помощи такого
микроскопа можно было различать отдельные атомы, длину волны излучения придётся
уменьшить в тысячу раз.
В тридцатые годы двадцатого века была предложена схема микроскопа,
использующего для построения изображения вместо световой волны поток электронов.
Изобретение электронного микроскопа стало возможным вследствие бурного развития
квантовой механики в начале века, когда было установлено, что частицы микромира, в
частности электрон, обладают корпускулярно-волновым дуализмом, т.е. обладают
свойствами как частицы, так и волны. Электронам, как оказалось, свойственна
интерференция, дифракция и другие свойства, до сих пор, как считалось, присущие
только световой волне. В то же время, электроны – это заряженные частицы, движением
которых можно управлять при помощи электрического и магнитного поля, электронные
пучки отклоняются электрическими и магнитными полями примерно так же, как
световые лучи – оптическими линзами. Поэтому в электронном микроскопе устройства
фокусировки и рассеивания электронного пучка называют “электронными линзами”.
Схема электронного микроскопа таким образом, аналогична схеме оптического
микроскопа: электронная пушка, испускающая поток электронов плюс система
электрических (магнитных) линз, фокусирующая поток электронов на исследуемом
предмете. Останется только каким-то образом превратить изображение в видимое. Этот
комплекс проблем был решён в тридцатых годах двадцатого века, в 1932 немецкие
учёные М.Кнолль и Э.Руска построили первый такой микроскоп, применив магнитные
линзы для фокусировки электронов. Этот прибор был предшественником современного
просвечивающего электронного микроскопа. (Руска был вознагражден за свои труды
тем, что стал лауреатом Нобелевской премии по физике за 1986 год). Схема электронного
просвечивающего микроскопа приведена на рис. 31.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- …
- следующая ›
- последняя »
