Современные биологические микроскопы увели­чивают предметы от 400 до 2000 раз. Больше чем в 2000 раз никакой оптический микроскоп увеличить не может, потому что размеры пред­метов, рассматриваемых в микроскоп, должны быть сравнимы с длиной волны того света, кото­рым освещен объект (рассматриваемый предмет). Иначе говоря, размеры деталей предмета, раз­личимые в оптический микроскоп, определяют­ся формулой:

d=0,61l/A.

В этой формуле А приблизительно равно единице. Для золеного света величина d равна 0,3 мк. Чтобы видеть предмет такого размера под углом зрения, большим чем 1', достаточно увеличить его в 1000 раз. Если добиться боль­шего увеличения, никаких новых подробностей в изображении не обнаружится. Попробуйте посмотреть через сильную лупу на фотогра­фию, напечатанную в газете. Новых дета­лей вы не увидите, но изображение потеряет четкость. Излишнее увеличение не помогает. Так же и в микроскопе: слишком большое уве­личение не поможет рассмотреть предмет, раз­меры которого меньше, чем световая волна. Такие предметы свет огибает по законам диф­ракции света.

А если освещать предмет ультрафиолетовым излучением? Ведь длина волны ультрафиолето­вых лучей короче, чем у видимых лучей. Да, существуют такие микроскопы, но на этом мно­го не выиграешь.

ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП

Изображения предметов можно получить не только с помощью световых лучей, но и при­менив пучки заряженных частиц, например электронов. Для этого и служит электронный микроскоп.

Допустим, нам нужно изучить вирусы, не­видимые в самые лучшие оптические микроско­пы. Каплю воды с вирусами наносят на очень тонкую коллодиевую пленку толщиной всего в 0,01 мк. Пленка высушивается и заклады­вается на так называемый предметный столик электронного микроскопа. На нее направляют параллельный пучок электронов (рис. 35). Тело вируса неоднородно, и разные его части рассеивают электроны по-разному. Чем силь­нее рассеиваются электроны, проходящие через какую-либо часть вируса, тем меньшая доля

Рис. 35. Оптическая схема электронного микроскопа.

Ученый-вирусолог смотрит в окуляр электронного мик­роскопа.

их проходит через отверстие DD— апертурную диафрагму микроскопа. Электронная лин­за L собирает в точке В электроны, вышедшие из точки А расходящимся пучком, и так точку за точкой дает электронное изображение пред­мета на светящемся под действием электронов экране S. Наименьшая плотность электронов, падающих на экран, будет в тех местах изобра­жения, которые соответствуют наиболее плот­ным, а значит, и рассеивающим электроны частям вируса. Эти места на экране будут темными. Менее плотные и менее рассеи­вающие части вируса изобразятся как светлые участки.

На самом деле в электронном микроскопе нет экрана. Полученное в плоскости SS изобра­жение служит, как и в оптическом микроскопе, предметом для второй линзы, которая и дает изображение на экране, светящемся под дей­ствием электронов. На этом экране микроскопист рассматривает изображение в лупу.

Преимущество электронного микроскопа пе­ред оптическим в том, что у него гораздо боль­шая разрешающая способность.

Французский физик Луи де Бройль высказал смелую мысль: связь между длиной световой волны фотона и количеством его движения спра­ведлива для любой частицы. Эксперименты подтвердили эту гипотезу. Если электрон дви­жется со скоростью v, то длина его волны

195