Электронный микроскоп

С. Д. Клементьев

ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП

САМОЕ БОЛЬШОЕ И САМОЕ МАЛЕНЬКОЕ

В прекрасный летний день вы идете на прогулку: купаетесь в речке, бродите по лесу, отдыхаете на лесной полянке.

Тихо шелестят деревья, щебечут птицы, журчат ручьи.

Мир, окружающий вас, полон различных красок и звуков.

С жужжанием от цветка к цветку перелетают пчелы, бесшумно порхают в воздухе мотыльки, ползают по земле муравьи, прыгают с ветки на ветку белки. Изредка промелькнет перед вашими глазами чем-то испуганная серо-зеленая ящерица, где-то вдали промычат коровы, загоняемые с поля на колхозную ферму, а вы все лежите и лежите на земле, устремив глаза в безоблачное голубое небо, наслаждаясь покоем и отдыхом.

Видимый простым глазом мир, окружающий вас, чудесен.

Начинает вечереть. Смеркается. Пора возвращаться домой.

В небе бесчисленными огоньками вспыхивают яркие звезды. Вот Большая Медведица, вот Млечный путь, а вот и планеты нашей солнечной системы. Красноватым цветом светит Марс, ярко сияет голубой Юпитер, мерцает в небе Полярная звезда.

Бесконечность — вот первое, что приходит вам в голову при виде этого величественного зрелища.

Огромные расстояния отделяют небесные тела друг от друга.

Велика скорость световых лучей, но и им нужны многие миллионы лет, чтобы дойти до нашей Земли.

Расстояния между небесными телами настолько велики, что их трудно измерять километрами. Эти огромные расстояния измеряют в других единицах — в световых годах.

Известно, что свет в межпланетном пространстве проходит со скоростью около трехсот тысяч километров в одну секунду. Расстояние, которое проходит свет в течение года, и условились называть световым годом.

Трудно представить себе, насколько велико расстояние между какой-нибудь звездой и Землей, если свет от иных звезд идет до нас миллионы световых лет.

Невооруженным глазом невозможно рассмотреть такие далекие миры.

На помощь людям приходят телескопы — гигантские зрительные трубы. С их помощью открыты многие невидимые простым глазом звезды, горы на Луне, солнечные пятна, спутники планет.

Это мир больших величин, мир гигантов, мир, который мы, несмотря на огромные расстояния, можем рассмотреть в зрительные трубы и телескопы.

Но кроме того мира, который мы видим простым глазом и в телескопы, существует еще и другой мир. Это мир ничтожно малых величин, невидимых ни простым глазом, ни в самые мощные телескопы. Ничтожные по своим размерам бактерии, молекулы различных химических веществ, очень тонкие, нежные клетки нервной системы, микроскопические кристаллы металлов и сплавов не различимы простым глазом.

Их можно увидеть только в особые приборы — микроскопы.

Но человечество узнало о мире ничтожно малых величин — микромире — сравнительно недавно.

ВОЛШЕБНЫЕ СТЕКЛА

В семнадцатом веке в Голландии жил человек по фамилии Левенгук. Он работал привратником городской ратуши, то-есть был кем-то вроде сторожа в учреждении, управлявшем городом Дельфтом, и одновременно торговал мануфактурой.

В свободное время Левенгук занимался тем, что шлифовал увеличительные стекла (линзы). В этом искусстве он достиг высокого совершенства. Он шлифовал свои стекла очень тщательно. Ему хотелось добиться все большего и большего увеличения предметов, которые можно было бы разглядывать через линзы.

В конце концов Левенгук отшлифовал линзы настолько точные и симметричные, что смог увидеть с их помощью мельчайшие предметы в сказочно ясном и увеличенном виде.

Это были поистине волшебные стекла. Через них Левенгук заглянул в новый мир, куда до него не мог проникнуть взором ни один человек.

Он увидел мельчайшие живые существа, названные нм «зверюшками». «Зверюшки» были очень забавны, чрезвычайно подвижны и разнообразны. Были и круглые, как шарики, и вытянутые в длинные нити, и спиралеобразные. Некоторые из них беспрестанно и быстро двигались в различных направлениях, другие же были неподвижны.

Этих «зверюшек» Левенгук увидел и в капле воды из лужицы, и в кусочке грязи с подошвы ботинок, и даже в налете со своих зубов. Он с большим интересом рассматривал в свои увеличительные стекла этих забавных «зверюшек» и зарисовывал их.

Волшебные стекла Левенгука давали увеличение в 100–150 раз. Левенгук рассматривал через них блошиные лапки, волоски гусениц, прозрачные пленки хвоста головастика и многое другое.

Через линзы Левенгук видел на блошиных лапках огромные когти, волоски гусениц были похожи на толстые морские канаты, а в хвосте головастика он обнаружил тоненькие трубочки, по которым текла холодная лягушечья кровь.

Левенгук увидел в свои волшебные стекла мельчайшие живые существа. Одни из них были с подвижными отростками, другие со странными ножками-щупальцами, а у третьих быстро колебались тысячи тончайших ножек- ворсинок.

Все эти существа (амебы, туфельки и другие инфузории) двигались, ловили добычу, переваривали ее, размножались и умирали.

Это был новый чудесный мир, который кишел около человека, но был незаметен и невидим простым, невооруженным глазом.

В свои линзы Левенгук сумел разглядеть, как ему тогда казалось, менее интересные, почти неподвижные палочки и изогнутые тельца.

Это были микробы. И именно они-то и оказались впоследствии самым важным и интересным из всего того, что увидел Левенгук в свои волшебные стекла.

Но об этом люди узнали только спустя двести лет после открытия Левенгука, когда ученые стали разглядывать микробов не в простые увеличительные стекла, а в сложные приборы — микроскопы.

Так человечество узнало о том, что, кроме привычного видимого мира, где шумели деревья, расцветали цветы, где резвились птицы, летали и ползали насекомые, существуют и другие миры как части единого целого.

В одном из этих миров в громадном безвоздушном пространстве с бешеной скоростью несутся звезды и планеты.

Другой мир, обступающий людей вплотную, кишит мельчайшими живыми существами, природа и деятельность которых не ясна и не разгадана.

Ученые заинтересовались этим микроскопическим миром. Они построили микроскопы — приборы, более совершенные, чем линзы Левенгука, и с их помощью стали изучать неведомые доселе организмы.

РАЗГАДКА ВОЛШЕБНОГО СТЕКЛА

В чем же тут дело? Почему обычное плоское стекло не увеличивает рассматриваемый предмет, а кривое стекло — линза — его увеличивает во много раз? Почему волшебные стекла Левенгука увеличивали предметы, которые невозможно рассмотреть простым глазом?

Весь секрет заключается в так называемом угле зрения. Что же это за угол? Углом зрения принято называть угол, который составляют две прямые, проведенные к глазу от крайних точек рассматриваемого предмета.

Допустим, что мы рассматриваем яблоко. Линии, проведенные от верха и от низа яблока, сходятся в нашем глазу под каким-то углом. Этот угол и называют углом зрения. Чем ближе от глаза находится рассматриваемый предмет, тем угол зрения будет больше. Наоборот, чем дальше расположен предмет, тем меньше угол зрения.

Углы, как известно, измеряются градусами, минутами и секундами. Полная окружность составляет развернутый угол в 360 градусов. Прямой угол равен 90 градусам. Каждый градус можно разделить на еще меньшие углы — минуты. Условились за минуту принимать угол, равный одной шестидесятой доле градуса.

Тут интересно следующее обстоятельство. Оказывается, что мы не можем увидеть простым глазом ни одного предмета, если угол зрения меньше одной минуты. Одна минута — это предел для нашего глаза.

Представьте себе обыкновенную пятнадцатикопеечную монету. Поперечник (диаметр) монеты в пятнадцать копеек равен 20 миллиметрам.

Возьмем эту монету в руку и отнесем ее от глаза на расстояние четверти метра. Мы ее отлично видим — угол зрения большой.