С помощью же электронного микроскопа можно исследовать предметы, крайние точки которых расположены друг от друга всего на 0,000001 миллиметра. Так велика «разрешающая сила» электронного микроскопа.
Теоретически подсчитано, что посредством электронного микроскопа можно добиться еще больших увеличений.
ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП
Но как же использовать электронные волны в микроскопах? Ведь эти ничтожные по размерам волны сами по себе невидимы! Человеческий глаз не видит ни электронов, ни их волн. Но он может видеть действие электронных волн на фотопластинку или на особые вещества, которые светятся, когда на них падает поток электронов.
Можно создать искусственные глаза, которые «видят» электронные лучи так же хорошо, как человеческие глаза видят лучи света.
Искусственный глаз устроен несложно. Это пластинка, покрытая сернистым цинком или виллемитом — веществами, светящимися под действием ударяющихся о них электронов.
Микроскоп, в котором использованы электронные волны, называют электронным.
ЭЛЕКТРОННАЯ ПУШКА
В обычном, оптическом микроскопе для освещения рассматриваемых предметов пользуются специальным осветителем с электрической лампочкой.
В электронном микроскопе для той же цели служит электронная пушка. Эта пушка «стреляет» электронами.
Как же устроена эта оригинальная пушка?
Весь ее «боекомплект» состоит из коротенького кусочка вольфрамовой проволоки, раскаляемой электрическим током.
Как и всякое нагретое до высокой температуры тело проволока излучает электроны, которые притягиваются металлической пластинкой (анодом), заряженной положительно.
Анод радиолампы состоит из сплошной пластинки, а анод электронной пушки в центре имеет маленькую дырочку, через которую вылетают электроны. В обычных радиолампах наших широковещательных приемников напряжение между накаливаемой нитью лампы и анодом редко превышает 300 вольт. В электронной же пушке современного советского микроскопа напряжение не ниже 30–50 тысяч вольт. Чем выше напряжение между вольфрамовой проволочкой и анодной пластинкой, тем больше скорость электронов.
С громадной скоростью электроны, выстреливаемые из пушки, проскакивают через отверстие в анодной пластинке и по инерции летят вниз. Там, внизу, электроны попадают в линзы. Это не обычные линзы. Они совсем не похожи на стеклянные увеличительные стекла.
Линзы в электронном микроскопе представляют собой… пустоту.
И эти пустотные линзы отлично преломляют электронные волны, сводят их в пучки, подобно тому как увеличительное стекло собирает лучи света в одну точку.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЛИНЗЫ
Что же это за странные линзы, сделанные из «ничего»?
Дело в том, что между световыми и электронными волнами есть большая разница. Электроны обладают электрическим зарядом. Движущиеся электроны — это электрический ток. На всякий электрический ток действует магнит. Световые волны заряда с собой не несут, и поэтому магнит на них не действует. Когда луч света проходит через стеклянную линзу, то он меняет свое направление, преломляясь под воздействием атомов стекла.
Летящие же электроны могут отклониться от первоначального пути, попав либо в электрическое, либо в магнитное поле.
В советском электронном микроскопе пользуются магнитным полем. Поэтому пустые линзы электронного микроскопа представляют собой катушки из проволоки, создающие магнитное поле. Эти катушки устроены почти так же, как обычные катушки для ниток. Но вместо ниток на гильзы катушек намотана медная изолированная проволока.
Когда по виткам катушки проходит электрический ток, то создается магнитное поле. Это магнитное поле и воздействует на поток быстро летящих электронов внутри катушки. Магнитное поле, создаваемое катушкой, собирает электроны в узкие пучки, подобно тому как стеклянная линза собирает лучи света в одну точку.
Первая линза — конденсорная — собирает, или, как говорят, конденсирует, электроны, выстреливаемые из электронной пушки, в узкий пучок и, подобно лучу прожектора, нацеливает их на изучаемый предмет.
Но можно ли, например, назвать предметом немыслимо крошечные точки вирусов или молекулы какого- нибудь металла? Как их укрепить внутри микроскопа?
Они наносятся на тончайшую пленку из коллодия или другого лака. Электроны проходят через пленку насквозь, пробивают ее, как пули, навылет. Но часть электронов натыкается при своем полете на мельчайшие тельца вирусов или молекул и рассеивается по сторонам.