Оглянитесь вокруг. Мир вокруг нас наполнен всевозможными вещами – деревьями, машинами, зданиями, животными и т. д. А если посмотреть в небо ночью, то можно увидеть луну, звезды, далекие планеты. Многое из всего этого находится очень далеко, но мы их видим.
Однако вокруг нас есть вещи, которые увидеть обычным взглядом невозможно. Например, микробы, бактерии, маленькие частицы пыли окружают нас повсюду, но мы их не видим. Они настолько малы, что без специального оборудования увидеть их никак не получится. Для этих целей был изобретен микроскоп.
Световой микроскоп
С помощью светового микроскопа мы увеличиваем изображение объекта без фактического изменения его физического размера. Свет от предмета, который мы хотим разглядеть, преломляется с помощью линз, и транслируется нам в глаз увеличенным изображением этого крошечного предмета.
Наименьшая вещь, которую можно увидеть с помощью светового микроскопа, имеет размер около 500 нанометров. Нанометр — это одна миллиардная (0,000 000 001) часть метра. Таким образом, самая маленькая вещь, которую можно увидеть в световой микроскоп, примерно в 200 раз меньше точки в этом предложении. (Вирус гриппа, к примеру, имеет размер 100 – 120 нанометров).
Причина, по которой мы не можем увидеть ничего более мелкого, ограничена длиной волны света. Мы не думаем, что свет имеет размер, но видимый свет имеет длину около 500 – 800 нанометров. Чтобы увидеть что-то более мелкое нужен микроскоп, работающий по другому принципу.
Электронный микроскоп
Электронные микроскопы «видят» вещи, используя вместо света электроны. Электроны намного меньше длины волны видимого света и с их помощью можно увидеть вещи гораздо более мелкие. Изображения, которые получают с помощью электронного микроскопа, черно-белые. Иногда нам показывают цветные изображения, но эти цвета добавляют ученые специально, чтобы подчеркнуть некоторые важные детали, а иногда просто потому, что так картинка выглядит круче.
Самые мощные микроскопы видят вещи ощупывая их очень острым кончиком чего-то похожего на иглу. Иногда на конец иглы надевают углеродные нанотрубки, чтобы сделать кончик еще более острым. Наконечник настолько острый, что его размер составляет несколько атомов. Двигаясь по чему-то, он чувствует форму предмета.
Очень мощные микроскопы называются атомно-силовыми микроскопами, потому что они могут видеть вещи благодаря силам между атомами. Таким образом, с помощью атомно-силового микроскопа вы можете видеть такие маленькие объекты, как нить ДНК или даже отдельные атомы. В этих микроскопах используются компьютеры, которые помогают преобразовывать информацию, получаемую от постукивания по образцу, в привычное для нас трехмерное изображение.
Итак,
– Самая маленькая вещь, которую можно увидеть в световой микроскоп, имеет размер около 500 нанометров. Можно увидеть клетку или частицы пыли, но вирус гриппа или Covid-19 с его помощью разглядеть не получится.
– В электронном микроскопе электроны заменяют свет и могут видеть гораздо более мелкие предметы. С его помощью можно разглядеть нить ДНК, разные вирусы и отдельные атомы. Самый маленький объект, который можно увидеть в электронный микроскоп, составляет 0,5 нанометра. Атом водорода, к примеру, имеет длину 0,05 нанометра.
