Новый сверх микроскоп
С 1932 по 1938 год в некоторых лабораториях Европы м Америки были сконструированы и построены микроскопы нового, небывалого типа. В этих микроскопах нет ни одного увеличительного стекла. И все же объектив такого микроскопа, лишенный стеклянного «глаза», видит лучше сильнейшего из современных оптических микроскопов. А увеличивает рассматриваемые предметы этот необыкновенный микроскоп в 30 тысяч раз!
Он обходится без всякого света и может работать в полной темноте. Но, несмотря на это, он показывает гигантски увеличенное изображение отчетливее и яснее, чем самый совершенный из обыкновенных, оптических, микроскопов. Как же работает этот удивительный микроскоп без стекол и света? Каким образом получается в нем такое баснословно увеличенное изображение? И, наконец, как можно видеть это изображение в полной темноте?
Детали устройства нового сверх микроскопа, являющегося подлинным техническим чудом XX в., держатся пока его конструкторами почти в полном секрете. Но принцип его действия ясен физикам всех стран. Недавно общие сведения об этом замечательном приборе, названном «электронным микроскопом», опубликованы в научно-технических журналах Европы и Америки.
Расскажем здесь только о последнем образце 1938 г.
Он весь сделан из металла и имеет высоту около двух метров. Окуляр у электронного микроскопа находится внизу, а объектив — вверху; в обычном микроскопе, как вы знаете, они расположены в обратном порядке. Однако наблюдателю отнюдь не приходится самому становиться на голову, чтобы глядеть в этот «перевернутый» сверх микроскоп. Наблюдатель, как вы видите это на нашей фотографии, спокойно сидит на стуле и смотрит в окошечко, находящееся прямо перед его глазами.
Но что же он может видеть и как вообще он может видеть без света? Для того чтобы понять это, нам нужно уяснить себе сам принцип устройства электронного микроскопчика.
Электронное видение
Вы знаете, что такое электрон. Размеры электрона ничтожны: миллионную долю сантиметра надо разделить еще на десять миллионов частей, для того чтобы получить диаметр электрона.
Физики наших дней умеют легко получать мощные потоки электронов и управлять ими по своему произволу. Обыкновенный электрический ток — тот, который дает свет в лампочках накаливания, двигает моторы, — не что иное, как течение электронов в металлических проводах.
Но физики умеют выводить потоки электронов из твердых проводников и наружу — в воздух или, еще лучше, в пустоту, в пространство, откуда воздух выкачан и где ничто не мешает движению этих крохотных частиц. В больших городах по вечерам зажигаются световые рекламы и вывески. В Москве, например, над каждой станцией метро вечером горит красная надпись, составленная из длинных стеклянных трубок.
В этих трубках, из которых выкачан воздух, мчатся невидимые потоки быстрых электронов. Они-то и вызывают свечение небольших количеств разреженного газа, который находится в трубках.
Потоки электронов создаются в лампах любого лампового радиоприемника или звукового кино. Как видите, получение электронных потоков стало теперь весьма заурядной технической задачей.
Скорость, которую электроны развивают в пустоте, колоссальна: она достигает десятков тысяч километров в секунду. И вот, благодаря такой чудовищной скорости, ничтожный электрон может нанести довольно чувствительный удар всему, что становится на его пути.
Если преградить путь электронному потоку экраном, покрытым веществом, которое носит название сернистого цинка, то каждый электрон, ударяясь об экран, вызовет слабенькую, но вполне заметную вспышку света.
Теперь вам должно быть понятно, почему с помощью невидимых электронов можно видеть и в темноте. Остается еще разобраться в том, как благодаря электронам можно увидеть любые неосвещенные предметы.
Представим себе для начала прямой круглый пучок электронов, несущихся в одном направлении. Сам по себе он, конечно, невидим. Но если мы поставим на его пути экран с сернистым цинком (такой экран называют фосфоресцирующим), то мы увидим след пучка — светящийся кружок.
Теперь допустим, что между экраном и источником электронного пучка помещен какой-нибудь звездообразный предмет из такого материала, который полностью или частично задерживает, рассеивает электроны. Что мы увидим тогда на фосфоресцирующем экране? Очевидно, темную звезду на фоне светлого кружка.
В действительности все без исключения вещества задерживают бег электронов — одни больше, другие меньше. Поэтому, если наша звезда неоднородна по своему внутреннему строению, мы увидим на экране не просто сплошную черную звезду, а все ее детали — в полутонах, как изображение на хорошо проявленной фотографической пластинке.
На этом и основаны электронное видение, электронная оптика.
Но каким образом с помощью электронов получается увеличенное и притом колоссально увеличенное изображение предметов? И это понять нетрудно, если только мы себе ясно представим, как получаются увеличенные изображения в обыкновенном, оптическом, микроскопе.