ПРЕДЕЛЫ ЭФФЕКТИВНОСТИ МИКРОСКОПА. МИКРОСКОПИЧЕСКАЯ ФОТОГРАФИЯ
В это же время неожиданно выяснилось, что для дальнейшего усовершенствования микроскопа имеется определенный предел. До этих пор полагали, что подобно тому как зрительная труба позволяет проникать все дальше в глубь неизмеримых пространств, так и микроскоп поведет нас все дальше в область неизмеримо малых величин. Однако теперь Аббе и одновременно с ним и Гельмгольц показали, что в последнем направлении мы уже почти дошли до пределов различимого и что микроскоп вскоре уже откажется вести нас дальше. Лишь после того как в текущем столетии сложные микроскопы были настолько усовершенствованы, что они могли соперничать по ясности и четкости даваемых изображений с простыми микроскопами, мог быть сделан дальнейший шаг к их улучшению, еще большему увеличению даваемых ими изображений. Около 60-го года известные оптики Гартнак и Мерц и сыновья, следуя идее Амичи, устроили свои так называемые иммерсионные системы, при употреблении которых между объективом и покровным стеклышком вместо воздуха помещается какая-нибудь жидкость, например вода, глицерин или маковое масло; это устройство дало возможность сразу сильно повысить разрешающую способность микроскопа. Однако возникшим в связи с этим надеждам, что в дальнейшем этим путем удастся добиться дальнейшего усиления увеличительной способности микроскопов, был положен конец в 1874 г. статьей Аббе «Über die Grenzen der Leistungsfähigkeit der Mikroskope» («О пределах эффективности микроскопов»). Аббе показал, что возможная степень увеличения микроскопом зависит, главным образом, от дифракции световых лучей. Мы не в состоянии различить таких структурных отношений, отдельные части которых расположены настолько близко друг к другу, что, по крайней мере, первый из отклоненных световых пучков не поступает в объектив одновременно с не отклоненным конусом света. Отсюда следует, что при центральном освещении взаимное расстояние между поддающимися различению частями не может быть меньше длины целой волны применяемого света, а при наиболее косом освещении оно не может быть меньше половины длины волны. Как выше было указано, одновременно и Гельмгольц пришел к совершенно тем же результатам, но он дополнил свою работу и теоретическим обоснованием этих результатов, чего не сделал в своем сообщении Аббе. В качестве меры для наименьших различимых объектов Гельмгольц взял такие расстояния между черточками прозрачной дифракционной решетки, при которых эти черточки можно еще ясно отдельно различать. Так как можно доказать, что решетка представляется в виде однородной светлой поверхности, когда ширина дифракционных полос равна ширине интервала решетки, то для наименьшего расстояния , которое может еще быть различаемо в микроскопе, получается формула =/2sin, где обозначает длину волны в веществе объекта и — угол расхождения падающих лучей. Для угла расхождения в 90° получается тогда, как и у Аббе, =/2; или, если принять в расчет только наиболее светлые лучи белого света: для обыкновенного объектива =1/3636 мм, а для иммерсионной системы, где между покровным стеклом и объективом имеется вода, получается =1/4848; последняя величина, впрочем, в данном случае не вполне достижима ввиду меньшей величины возможного угла расхождения лучей. И действительно, непосредственные измерения с помощью новейших микроскопов показали, что указанное максимальное возможное увеличение почти уже ими достигнуто. Гельмгольц в своей работе отмечает лишь, что применение однородного синего света, ввиду меньшей длины его волны, может дать большее увеличение, чем указанное выше для белого света; однако Аббе в применении обладающих еще более короткой длиной волн химически активных ультрафиолетовых лучей для фотографирования микроскопических изображений находит средство для еще большего повышения увеличительной способности микроскопов. И действительно, с этого времени, под влиянием только что указанных идей, начинается поразительное развитие микроскопической фотографии, которое до сих пор имело очень слабое применение. Так как в это же время стали все с большим успехом фотографировать солнце, луну, планеты, звездное небо, так как по примеру Геггинса стали фотографировать и тем самым закреплять спектры земных пламен, как и небесных тел, и вообще все больше приобретали навык в непосредственной фотографической регистрации разнообразных физических процессов, то фотография стала постепенно переходить из области искусства в область науки, где ее приняли с радостью и большими надеждами. Весьма вероятно, что со временем фотография завоюет себе место во всех отраслях науки и приобретет повсюду то значение, которое она во многих случаях имеет и теперь, — значение общего нелицеприятного протоколиста науки, беспартийного, неопровержимого, вполне надежного свидетеля всех научных исследований, произведенных в кабинетной тиши.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «ПРЕДЕЛЫ ЭФФЕКТИВНОСТИ МИКРОСКОПА. МИКРОСКОПИЧЕСКАЯ ФОТОГРАФИЯ» з дисципліни «Історія фізики»
