Ученые научились рассматривать в микроскоп отдельные атомы

[luft]

Полная статья по ссылке
http://lenta.ru/articles/2010/08/25/small/
++++++++++++++++++++++++
Ученые научились рассматривать в микроскоп отдельные атомы

Наверное, все читатели помнят уроки биологии в школе, на которых нужно было рассматривать в микроскоп капли воды и восхищаться увиденным там зверинцем. Учительница в это время традиционно рассказывала, что первым 300 лет тому назад так развлекался Антони Ван Левенгук. Сегодня ученые по-прежнему очень активно используют микроскопы, вот только изучают они с их помощью уже не инфузорий-туфелек, а отдельные молекулы и атомы.

Мал мала меньше

Полноценная история микроскопа начинается в XVII веке, хотя необычные оптические свойства изогнутых поверхностей были известны людям еще во времена Евклида и Птолемея. Вероятно, тогда люди не могли придумать, зачем им нужно увеличивать изображения тех или иных объектов. Даже самое, как кажется сегодня, очевидное использование линз – в качестве очков – было освоено человечеством только в XIII веке.

По некоторым данным, первый микроскоп, содержащий несколько линз (так называемый сложный микроскоп), был изобретен уже в 1590 году именно мастером по изготовлению очков из Нидерландов Хансом Янссеном и его сыном Захарией Янссеном. Впрочем, некоторые специалисты полагают, что человеком, сконструировавшим прибор - прародитель современных микроскопов, был знаменитый Галилео Галилей.

Первые по-настоящему значимые наблюдения при помощи микроскопа провел английский физик Роберт Гук. В 1667 году вышла его книга "Микрография", в которой Гук описал и зарисовал, что именно ему удалось увидеть, разглядывая в микроскоп самые разные вещи. Ученый скрупулезно запечатлел увеличенные в десятки раз иголки, бритвы, растения, блох, камни, мух и многое другое. Описания и особенно рисунки Гука оставались образцами для будущих исследователей еще многие годы - вплоть до XIX века они в обязательном порядке включались во все учебники естественной истории. Кстати, именно Гук придумал подсвечивать изучаемый объект при помощи искусственных источников света.

Уже упоминавшийся Левенгук известен не только своим знаменитым высказыванием про обитателей капли воды: "С величайшим изумлением я увидел в капле великое множество зверюшек, оживленно двигающихся во всех направлениях, как щука в воде. Самое мелкое из этих крошечных животных в тысячу раз меньше глаза взрослой вши", - но также замечательными линзами, которые по качеству не уступали линзам современных микроскопов. За свою жизнь Левенгук, освоивший профессию шлифовальщика, изготовил около 250 линз, лучшие из которых давали увеличение до 300 раз. Для своего времени Левенгук проводил самые передовые научные наблюдения, хотя его зарисовки и не отличались таким совершенством, как у Гука.

В медицинской практике микроскоп впервые применил, вероятно, Марчелло Мальпиги, итальянский врач и биолог, живший одновременно с Гуком и Левенгуком. В 1661 году он написал труд "Анатомические наблюдения легких", для создания которого также пользовался микроскопом. Мальпиги рассматривал сквозь линзы не только органы людей - он описал органы пищеварения и выделения у членистоногих и открыл у них органы дыхания.

Несмотря на то, что при помощи микроскопов люди фактически узнали о существовании у окружающего мира еще одного измерения, долгое время прогресс в технологиях микроскопии был относительно слабым. Причиной были сферические и хроматические аберрации, знакомые сегодня всем, кто увлекается фотографией. Первый тип аберраций связан с тем, что лучи света, проходящие через центр объектива и через его периферийные части, фокусируются в различных точках, и в результате изображение получается нечетким. Причина хроматических аберраций - фокусировка лучей разной длины волны в разных местах и, соответственно, окрашивание изображения.

Конструкторы микроскопов научились обходить эти затруднения только в XIX веке, и, начиная с этого времени, микроскоп стал одним из обязательных инструментов для медиков и биологов. Постепенно разрешающая способность микроскопов (то есть их способность "показывать" два находящихся рядом объекта раздельно, а не в виде одного пятна) росла, и исследователи могли разглядывать детали все более и более мелких образцов. Но до бесконечности увеличивать изображение пыльцы или клеток ученые не могли из-за открытого немецким физиком Эрнстом Аббе еще в далеком 1873 году дифракционного предела.