Электронный микроскоп - [8]
Эти электроны на экран (или на фотопластинку вместо экрана) уже не попадают. В результате экран светится неравномерно. В тех местах экрана, в которые ударились электроны, будут вспышки света, а куда электроны не попали — тень.
Но в различных участках изучаемого предмета электроны рассеиваются по-разному. Там, где предмет толще или плотность его выше, электронов рассеется гораздо больше.
Меньше всего рассеивает электронов тончайшая пленочка, на которую наносится изучаемый предмет или вещество. Пленка пропускает электронов больше всего. Электроны «простреливают» ее навылет.
Те точки экрана, куда попадает большее число электронов, светятся сильнее. Те точки, в которые электронов попадает мало, светятся гораздо слабее. Точки экрана, в которые вовсе не попадает ни одного электрона, остаются совершенно темными.
Так в игре Света различной яркости и тени возникает перед нашими глазами изображение предмета, увеличенное в десятки и сотни тысяч раз.
Чтобы изображение предмета на экране получилось правильным, а не искаженным, электроны, прошедшие изучаемый предмет, больше уже не должны нигде рассеиваться. Ничто не должно мешать их свободному полету от предмета к экрану. А ведь лететь им предстоит еще далеко. До экрана почти метр пути. Мало ли что может случиться с электроном!
Электрон, пройдя изучаемый предмет, может натолкнуться на молекулу воздуха. В результате такого столкновения пострадают и молекула и электрон. Судьба молекулы воздуха нас сейчас мало интересует. Гораздо важнее, что произойдет от такого удара с электроном.
Электрон при ударе о молекулу воздуха отскочит в сторону и на экран не попадет. Поэтому изображение предмета будет искаженным.
Чтобы этого не произошло, с пути электронов удаляют воздух насколько это возможно. Во время работы электронного микроскопа вакуумный насос все время выкачивает воздух из прибора. Там остается совсем немного молекул воздуха.
Вероятность столкновения электронов с этими молекулами ничтожна.
Давление еще остающегося в приборе воздуха в сто миллионов раз меньше, чем нормальное давление атмосферы. При таком разрежении электроны свободно летят до экрана, почти не сталкиваясь с молекулами воздуха на всем своем длинном пути.
Схема действия микроскопов: слева — электронного, справа — оптического.
Мы сказали, что этот путь длиной около метра. Разве это так много?
Понятие о большом и малом очень условно. Нам, людям, путь в один метр кажется маленьким. Для электронов же это огромная величина.
Ведь размер электрона так немыслимо мал! Если представить электрон в виде шарика (его истинная форма до сих пор неизвестна), то диаметр этого шарика будет всего лишь несколько биллионных долей миллиметра.
Если электроны вытянуть в цепочку, то в одном миллиметре их уложится несколько сотен миллиардов штук. Вот насколько мал электрон!
Поэтому путь длиной в один метр для электрона колоссально велик. Это все равно, что футбольному мячу пришлось бы лететь расстояние в десятки миллиардов километров.
Быстро пролетать огромный для электронов путь помогают им их гигантские скорости.
Скорость электронов зависит от того, какое напряжение приложено к нити и анодной пластинке электронного микроскопа. Чем больше это напряжение, тем выше скорость электронов, тем большее увеличение дает электронный микроскоп.
Создание первого образца электронного микроскопа потребовало нескольких лет напряженного труда советских ученых.
Наши электронные микроскопы работают с огромной точностью, давая высокое качество изображения.
КАК СОЗДАВАЛСЯ СОВЕТСКИЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП
Работа над созданием советского электронного микроскопа была начата в 1940 году в Ленинградском государственном оптическом институте.
Академик А. А. Лебедев и его сотрудники взялись за решение этой сложной технической задачи. Много труда и энергии вложили они в эту работу. В конце 1940 года был построен первый макет электронного микроскопа, увеличивающий рассматриваемые предметы в 10 тысяч раз.
При этом увеличении были получены первые фотоснимки с пыльцы бабочки капустницы. Это насекомое уничтожает капусту и приносит большие убытки овощеводческим хозяйствам.
Первым советским электронным микроскопом удалось заснять пыльцу этого зловредного насекомого.
Пыльца бабочки капустницы. Увеличение — 3500.
Советский электронный микроскоп еще в младенческом возрасте, только что родившись, бросился в бой с вредителями сельского хозяйства и как трофей своей победы преподнес его создателям первую фотографию пыльцы бабочки капустницы.
Но это было только началом трудных и тяжелых работ советских ученых по электронной микроскопии.
Окрыленные первыми успехами, наши ученые взялись за создание другой, еще более совершенной модели электронного микроскопа, которая должна была давать увеличение в 25 тысяч раз. Эта модель дала бы возможность рассмотреть мельчайшие предметы размером в 0,000001 сантиметра.
Работы по постройке этой новой модели электронного микроскопа уже были близки к окончательному завершению, но началась Великая Отечественная война.
Немецко-фашистские захватчики стянули огненным кольцом великий город Ленина. Научная лаборатория академика Лебедева была вынуждена эвакуироваться на восток.
