Световые лучи, выходящие из одной точки, пройдя сквозь двояковыпуклую линзу, преломляются в стекле, отклоняются от прежнего направления и собираются коническим пучком на объекте.
Точно также и электроны, пролетев сквозь отверстие катушки-линзы, фокусируются — сходятся конусом и попадают на предметный «столик», создавая на нем яркое «электронное освещение». В центре «столика» вырезано круглое отверстие. Поверх этого отверстия натягивают тончайшую (толщиной 0,1–0,2 микрона) прозрачную пленку коллодия, на которой помещают то, что хотят исследовать.
Объектом исследования могут служить колонии вирусов или бактерий, частицы какого-либо вещества, мельчайшие кристаллы и т. п.
Электроны, летящие со скоростью в несколько тысяч километров в секунд}у, пронизывают предметы, лежащие на пленке.
В тех местах, где вещество более плотно или имеется какое-либо утолщение, электроны встречают больше препятствий и, рассеиваясь, несут большие потери в своих рядах. Места менее плотные электроны преодолевают с меньшим отсевом: электронный поток получается здесь плотнее, гуще.
Чтобы изображение предметов получилось увеличенным, электронный пучок по пути от предметного столика до экрана проходит сквозь две магнитные линзы.
Сразу же за предметным столиком электронный ноток перехватывает объективная катушка-линза.
Она собирает электроны, выходящие из каждой точки предмета, и таким образом дает промежуточное, сильно увеличенное изображение.
Следующая линза, которая в оптическом микроскопе называется окулярной, потому что посылает лучи в глаз наблюдателя (по-латински окулюс — глаз), в электронном микроскопе получила название проекционной, потому что она отбрасывает изображение на светящийся под ударами электронов экран.
Проекционная линза еще больше увеличивает изображение.
Экран электронного микроскопа будет светиться не везде одинаково. Где электронов упадет побольше, там и свечение будет поярче, а где электронный поток потерял значительную часть электронов, экран будет светиться слабее. На экране вырисуется изображение предмета.
Кроме линз на пути электронного пучка стоят еще диафрагмы — металлические пластинки с отверстиями, ограничивающими ширину пучка. Электроны, которые в результате встреч с атомами рассматриваемого предмета слишком сильно отклонились в сторону, натыкаются на диафрагмы и не проходят сквозь их отверстия. Диафрагмы служат возле линз как бы привратниками: они пропускают вперед только ту часть пучка электронных лучей, которая несет к экрану правильное, неискаженное изображение.
Кроме того, в электронном микроскопе имеется несколько вспомогательных механизмов — два насоса, которые откачивают воздух из внутренней полости прибора, электрооборудование, которое подает высокое напряжение, фотокамера для фотографирования изображений, приборы управления.
Первый образец советского электронного микроскопа был готов в середине 1940 года и давал увеличение в десять тысяч раз, то есть вдесятеро больше своего оптического собрата.
Ободренные первым успехом, ученые стали строить вторую модель, которая должна была дать увеличение в 25 тысяч раз!
Создателям первого советского электронного микроскопа академику А. А. Лебедеву, В. Н. Верцнеру и Н. Г. Зандину была присуждена Сталинская премия.
В модели 1947 года, законченной к тридцатилетию Советской власти, изобретатели применили много новых усовершенствований.
Рис. 77. Расположение основных частей электронного микроскопа.
Так как электронный микроскоп увеличивает изображение в 25 тысяч раз, а фотографию можно увеличить еще в 4 раза — общее увеличение достигло 100 000 раз!
И это далеко не предел. Электронный микроскоп еще далек от совершенства и пока только «учится» смотреть.
Но учится он быстро, быстрей своего предшественника. За 300 лет оптический микроскоп достиг наибольшего полезного увеличения в тысячу раз. Электронный микроскоп уже дал увеличение в 100 000 раз.
Когда электронный микроскоп приобретет полную меру своей зоркости, он поможет науке еще глубже проникнуть в мир ничтожно-малых существ и даже молекул.
Уже самые первые наблюдения, сделанные с помощью электронного микроскопа, раскрыли загадки, перед которыми наука стояла до сих пор как бы с завязанными глазами.
До изобретения электронного микроскопа врачи не знали, почему человек, заболевший туберкулезом, несмотря на самое энергичное лечение, иногда буквально сгорает в несколько недель; в других же случаях он сравнительно быстро поправляется. Иногда туберкулезные палочки оказываются невероятно живучими и зловредными, а иногда настолько слабыми, что гибнут сами собой.