ОКНО В НЕВИДИМОЕ (ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП)

ЧТО ТАКОЕ ДИФФРАКЦИЯ СВЕТА

Осмотрите на широкую водную поверхность, на вол­ны, бегущие по ней ровными грядами. Что проис­ходит, когда на пути волн встречается какое-либо пре­пятствие, скажем, большой камень, возвышающийся над водой? Когда размеры этого камня во много раз больше длины волны, т. е. больше расстояние между двумя соседними гребнями или впадинами волн, вы видите, что волны разбиваются о камень, и позади него поверхность воды спокойна и невозмутима. Можно сказать, что камень отбрасывает позади себя своеобразную «тень».

Но вот недалеко от камня, в стороне, возвышается тонкая, длинная свая, вбитая в дно. Поперечник сваи гораздо меньше длины волны. И свая не мешает рас­пространению волн. Она не отбрасывает позади себя ни­какой «тени». Волны легко огибают сваю и продолжают бежать дальше, словно не замечая её. Это явление оги­бания волнами препятствий называется д и ф ф р а к - ц и е й.

Явление диффракции имеет место и в мире света. Ведь свет — это тоже волны. Только в них колеблются не частицы воды, а электрические и магнит­ные силы. Поэтому световые волны называют также электромагнитными.

То, что мы называем лучами света, и есть не что иное, как направление распространения электромагнит­ных волн.

Световые волны имеют очень маленькую длину. Са­мые «длинные» из них — волны красного света. Они имеют длину всего в восемь стотысячных долей санти­метра. Самые «короткие» волны — волны фиолетового света — их длина четыре стотысячных доли сантиметра.

Как и у волн на воде, диффракция световых волн делается заметной лишь тогда, когда размеры препят­ствий становятся близкими к длине световой воЛны. Но так как длина световых волн очень мала, то для них даже маленькая дробинка является большим телом. По­этому при освещении дробинки позади неё образуется вполне заметная тень. Но если бы размер дробинки де­лался всё меньше и меньше, то диффракция света да­вала бы себя знать всё сильнее и сильнее, и тень дро­бинки становилась бы всё менее и менее заметной.

Изучение явления диффракции волн показало, что в том случае, когда размер тела, стоящего на пути волн, равен, примерно, половине длины волны, волны пол­ностью обходят это тело, не давая позади него никакой заметной тени.

Вспомните теперь, что самая короткая волна видимо­го света принадлежит ф-иолетовому свету и имеет длину в четыре стотысячных доли сантиметра. Это значит, что световые волны полностью обогнут частицу, размер ко­торой меньше двух стотысячных долей сантиметра. Рас­сматривая такую частицу в обычный микроскоп, вы про­сто не обнаружите её присутствия. Правда, частицы, раз­мером меньше половины длины световой волны, могут быть обнаружены в так называемый ультрамикро­скоп, в котором используется сильное боковое осве­щение рассматриваемых частичек (вспомните, например, мельчайшие частицы пыли, которые делаются видимыми со стороны, когда в комнату проникает яркий солнечный луч!). Но и в этом случае частицы видны лишь в виде ярких светлых точек, о форме и строении которых нельзя сказать ничего определённого.

Таким образом никакие оптические микроскопы, со­держащие какое угодно число линз, но работающие с лучами видимого света, не помогут вам изучить форму и строение частицы размером меньше двух стотысячных долей сантиметра. Это значит, что в оптические микро­скопы можно хорошо видеть бактерии. Но увидеть в ми­кроскоп мельчайших возбудителей болезней, так назы­ваемых фильтрующихся вирусов, уже нельзя. Нельзя при его помощи и изучать во всех деталях внутреннее строе­ние бактерий, увидеть мельчайшие частицы вещества.