Новый микроскоп

Мы говорим о другом. О развитии и скачках.

Левенгук, например, сумел достичь великого мастерства в приготовлении стекол для собственных микроскопов (он все делал своими руками). Поэтому получил увеличения до сотни крат и более, а равно и «картинку» с приемлемым уровнем оптических искажений. Но смотря в микроскоп и видя нечто неожиданное, хочется еще больше увеличить незримое, кинув взглядом глубже в тайны природы. Ведь уже и после Левенгука, когда нашли способы варить специальные стекла, добавляя много разных приправ, с каждым новым шагом мощности увеличения открывались все новые подробности. Триста крат. Пятсот. Тысяча. Глаз радуется. Еще больше.

Тут, впрочем, в оптической микроскопии таилось серьезное разочарование: оказалось, что разглядеть детали размером чуть меньше длины волны используемого света не удается по причине дифракции этих самых световых волн. Предел лежал около полутора тысяч крат. Конечно, увеличение микроскопа можно было бы устроить и в десять тысяч крат, но все бесполезно: новых деталей уже не открывается, а все какие-то кольца да размытые пятна. Процесс сильно напоминает увеличение современной цифровой фотографии на экране компьютера: рано или поздно красивые цветы превращаются в набор безобразных цветных квадратных пикселей.

Развивать световую микроскопию в область больших увеличений, как казалось, стало невозможно: на пути оказалась физика, со своими законами.

Первый скачок в микромир произошел, когда было принято решение отказаться от света в микроскопии. В начале двадцатого века появились электронные микроскопы: в этих устройствах вместо лучей света используются потоки электронов. Это был прорыв. Длина волны электрона много меньше световой, поэтому разрешающая способность растет. Растет не просто, а на порядки. Электронные микроскопы обеспечивают увеличение в многие десятки тысяч раз. Роль линз в электронном микроскопе выполняют электромагнитные катушки и прочие устройства, и основные принципы остались похожими на обычный световой микроскоп. Вот только смотреть под электронным микроскопом можно далеко не все — слишком жесткое излучение.

И тем не менее, длительное время мирились с тем, что на световой базе дальше развиваться некуда. Даже так и писали в учебниках и важных энциклопедиях: «достигнут дифракционный предел — дальше идти невозможно».

И вот уже совсем недавно физика, стоявшая на пути увеличения мощности световых увеличительных приборов, таки и отступила, сжалившись. Или вернее будет сказать, что физика же и подсказала новые пути. Выяснилось, что невозможное возможно и дифракционный предел — не предел вовсе. В конце восьмидесятых годов прошлого, двадцатого, века появились основанные на теоретически предсказанном многим ранее эффекте так называемые ближнеполные световые микроскопы, использующие лазерное излучение и особый метод доставки этого самого излучения к образцу (через тонкий стеклянный проводок, оснащенный «микродиафрагмой») — это был первый шаг на новом витке развития световой микроскопии, той самой, с которой экспериментировал Левенгук.

Теперь же, в начале века двадцать первого, методики преодоления «невозможного» стали сыпаться как искры хорошего фейерверка. Появились методики, основанные на квантовых свойствах света. Методики, использующие компьютерные вычисления для обработки испорченной дифракцией «картинки». Когерентный свет и много всего прочего.

Другое по технологическим наукам

Гражданская авиация в период с 1956 года по 1960 год. Начало внедрения реактивной техники
За период с 1945 по 1955 год гражданский воздушный флот СССР достиг значительных успехов. Испытанные и закаленные в тяжелые годы Великой Отечественной войны, вдохновленные исторической победой нашего народа над врагом, советские авиаторы активно включились в работу по восстановлению народного хозя ...