Сергей Клементьев - Электронный микроскоп

С этого дня началась погоня за вирусами.

Ученые открывали один вирус за другим. Их оказалось немало. В настоящее время открыто около двухсот вирусов, вызывающих различные заболевания человека, животных и растений.

Отвратительная болезнь, оставляющая на лице человека следы на всю жизнь, — оспа, бешенство, от которого люди раньше умирали в. девяноста случаях из ста, вызываются вирусами. Они же являются причиной различных видов энцефалита — воспаления головного мозга, от которого редко излечивались люди, гриппа, свинки, кори, чумы собак, свиней и рогатого скота, ящура и многих других заболеваний.

Трудно даже представить себе, как ничтожно малы эти маленькие зверьки — вирусы.

Эти мельчайшие живые существа, попав в организм человека, через короткое время валят его с ног и убивают.

Ивановскому так и не удалось увидеть открытые им вирусы. В 90-х годах прошлого столетия, когда он жил и трудился, не было еще электронных микроскопов, которые бы подтвердили правильность его открытия. А самые лучшие оптические микроскопы были бессильны показать исследователям таинственных невидимок.

Эти загадочные возбудители опасных болезней ускользали от глаз ученых и продолжали творить свое черное дело.

Словно боясь, что их поймают и уничтожат, вирусы прятались от взоров человека где-то в темных и таинственных глубинах невидимого мира. Прятаться им помогали чрезвычайно малые их размеры.

Много усилий было потрачено на то, чтобы определить хотя бы приблизительную величину таинственных невидимок. Это была очень трудная задача. Подумать только: определить размеры микробов, невидимых даже в микроскопы!

И все-таки ученые определили приблизительные размеры этих ничтожных существ.

Раствор, в котором, как предполагалось, были вирусы, процеживали через пористые фильтры. Размер пор фильтров точнейшим образом измеряли всеми доступными способами. Если профильтрованный раствор вызывал заболевание, значит вирус проходил через фильтр и его величина была меньше, чем размеры пор фильтра.

Таким косвенным путем были измерены вирусы. Оказалось, что они имеют величину от нескольких миллионных до двух десятитысячных долей миллиметра.

Только самые крупные вирусы, размером около 0,0002 миллиметра, можно было кое-как рассмотреть в оптические микроскопы. Таких «крупных» вирусов оказалось немного. Остальные были недоступны для наблюдения.

Вирусы меньше чем в 0,0002 миллиметра в оптический микроскоп увидеть нельзя.

Почему же через оптический микроскоп нельзя увидеть частицы, меньшие 0,0002 миллиметра?

Казалось бы, что чем больше линз в микроскопе, тем все большие и большие увеличения рассматриваемых предметов можно от него получить.

Если несколько штук линз дают увеличение до 2000–3600 раз, то, может быть, можно поставить их вдвое больше? Тогда мы сможем увидеть предметы и меньшие по размерам чем 0,0002 миллиметра?

Но это не так. У оптического микроскопа оказался предел, «потолок» его возможностей, выше которого «прыгнуть» было нельзя.

Больше чем в 2000–3600 раз оптический микроскоп не может увеличивать изображения предметов. Тут не поможет никакая даже самая точная полировка увеличительных стекол. Не поможет ни удвоенное, ни утроенное количество линз. Можно громоздить одну линзу на другую, придумывать всяческие ухищрения, но есть граница, переступить которую оптический микроскоп не в силах. И дело тут совсем не в линзах.

В оптический микроскоп нельзя видеть предметы, размеры которых меньше 0,0002 миллиметра. И как ни странно, в этом виноват свет. Тот самый свет, который позволяет нам видеть окружающий нас мир! В чем же тут дело?

Почему свет ставит предел видимости оптического микроскопа? Почему же свет мешает видеть?

Сам этот вопрос как-то странно звучит. Все мы знаем, что видеть предметы нам мешает темнота, а вовсе не свет.

Это верно, конечно, если мы говорим о видимости больших предметов. Это верно и тогда, когда разговор идет о частицах размером более чем 0,0002 миллиметра.

Крупные предметы мы отлично видим невооруженным глазом, а мелкие — через лупу или в микроскоп.

Но частицы более мелкие чем 0,0002 миллиметра невидимы и в самый лучший оптический микроскоп.

Мы уже сказали, что в этом виноват свет. В чем же его вина? В чем же заключается эта странная загадка световых лучей?

Для того чтобы разгадать это на первый взгляд непонятное явление, надо разобраться в том, что такое световые лучи, что такое световые волны.

Бросьте небольшой камешек в зеркальную гладь тихого озера. От места падения камня кругами разойдутся волны. Расстояние между верхушками (гребнями) этих кругов называют длиной волны.

Волны бывают разной длины. Вот перед вами берег моря. Грозные валы серо-зеленой воды, пенясь и рыча, обрушиваются на берег. С шумом ударяются волны о камни, разбиваются и бурлят. Расстояние между гребнями этих бушующих волн два-три метра.

Во время бури морские волны еще длиннее. Расстояние между двумя соседними гребнями волн доходит до 200 метров. Высота их от гребня до впадины достигает высоты трехэтажного дома, и двигаются они со скоростью пассажирского поезда.

Водяные волны — это колебания частиц воды, звуковые — воздуха.

Кроме водяных и воздушных, в природе существует много других волн.

Включите радиоприемник. Вы услышите голос: «Внимание, внимание! Говорит Москва на волне 1744 метра».

О каких волнах говорит диктор? Очевидно, о радиоволнах.

Радиоволны мы не видим и не слышим, но они существуют так же реально, как волны в воде или в воздухе. Радиоволн очень много вокруг нас, но без радиоприемника мы их обнаружить не можем.

Тепловые волны нельзя видеть, нельзя слышать, но их можно ощущать.

Световые лучи — это тоже волны, но только очень- очень маленькие. Длина волн света меньше, чем длина радиоволн и тепловых лучей.

Длина волны красных лучей — около 0,0008 миллиметра, или, коротко говоря, 0,8 микрона (микрон — 0,001 миллиметра). Волны желтых, зеленых и синих лучей еще короче. Волны фиолетовых лучей самые короткие — длина их 0,4 микрона. Наш глаз еще воспринимает эти крохотные волны.

Но более короткие волны (ультрафиолетовые лучи) человеческий глаз не видит.

Так уж он устроен.

И все-таки эти невидимые глазом волны существуют. Они вызывают на теле человека красивый коричневый загар.

Еще более короткие волны, известные нам, — это рентгеновские лучи, затем гамма-лучи радия и космические.

В оптическом микроскопе используются видимые лучи света.

Видимые световые лучи (белый свет) — это смесь волн длиной от 0,8 до 0,4 микрона.