Загружаем изображение…
Почему микроскоп не может увеличивать бесконечно?
На коробке игрушечного микроскопа из магазина электроники крупно написано: «Увеличение 2000×!». А на сайте научного микроскопа за несколько миллионов рублей — скромные 1000×.
Неужели инженеры за сто лет не смогли сделать увеличение больше? Смогли. Просто проблема вообще не в увеличении.
Больше — не значит лучше
Откройте на телефоне любую фотографию и увеличьте в десять раз. Картинка станет крупнее, но новых деталей не появится — просто расплывутся пиксели. С микроскопом та же история: недостаточно увеличить изображение, нужно, чтобы вместе с увеличением появлялись новые детали. Способность различать мелкие близкие объекты называется разрешающей способностью — и она решает всё.
У света есть физический предел
Видимый свет — это волны длиной примерно 380–750 нанометров. Когда объект сравним по размеру с длиной световой волны, различить его детали уже не получится: две близкие точки сольются в одну, сколько ни приближай. Поэтому у обычного светового микроскопа есть фундаментальный предел — около 0,2 микрометра (200 нанометров). Это предел законов физики, а не качества прибора.
Отсюда и «2000×» на игрушках: поставь окуляр посильнее — картинка увеличится, но новых деталей не появится. Такое увеличение честно называют пустым. Поэтому профессиональные микроскопы редко работают выше 1000–1500×: дальше просто нечего разглядывать.
Как увидеть то, что меньше волны света
Решение оказалось красивым: раз мешает длина волны света — надо отказаться от света. Электронные микроскопы используют пучок электронов, длина волны которого намного меньше. Так стало возможно увидеть вирусы, внутреннее строение клеток и даже отдельные атомы. А Нобелевскую премию по химии 2017 года дали за криоэлектронную микроскопию — метод, который показывает биологические молекулы почти в естественном состоянии.
Запомнить за 30 секунд
— Большое увеличение — не значит больше деталей.
— Главная характеристика микроскопа — разрешающая способность, а не «×» на коробке.
— Световой микроскоп упирается в длину волны света: предел около 200 нм.
— Увеличение без новых деталей называется пустым.
— Мельче волны света смотрят электронным микроскопом.
«Лаборатория изнутри» — о том, как устроены приборы и измерения на самом деле: без мифов и маркетинга на коробках.
На коробке игрушечного микроскопа из магазина электроники крупно написано: «Увеличение 2000×!». А на сайте научного микроскопа за несколько миллионов рублей — скромные 1000×.
Неужели инженеры за сто лет не смогли сделать увеличение больше? Смогли. Просто проблема вообще не в увеличении.
Больше — не значит лучше
Откройте на телефоне любую фотографию и увеличьте в десять раз. Картинка станет крупнее, но новых деталей не появится — просто расплывутся пиксели. С микроскопом та же история: недостаточно увеличить изображение, нужно, чтобы вместе с увеличением появлялись новые детали. Способность различать мелкие близкие объекты называется разрешающей способностью — и она решает всё.
У света есть физический предел
Видимый свет — это волны длиной примерно 380–750 нанометров. Когда объект сравним по размеру с длиной световой волны, различить его детали уже не получится: две близкие точки сольются в одну, сколько ни приближай. Поэтому у обычного светового микроскопа есть фундаментальный предел — около 0,2 микрометра (200 нанометров). Это предел законов физики, а не качества прибора.
Отсюда и «2000×» на игрушках: поставь окуляр посильнее — картинка увеличится, но новых деталей не появится. Такое увеличение честно называют пустым. Поэтому профессиональные микроскопы редко работают выше 1000–1500×: дальше просто нечего разглядывать.
Как увидеть то, что меньше волны света
Решение оказалось красивым: раз мешает длина волны света — надо отказаться от света. Электронные микроскопы используют пучок электронов, длина волны которого намного меньше. Так стало возможно увидеть вирусы, внутреннее строение клеток и даже отдельные атомы. А Нобелевскую премию по химии 2017 года дали за криоэлектронную микроскопию — метод, который показывает биологические молекулы почти в естественном состоянии.
Запомнить за 30 секунд
— Большое увеличение — не значит больше деталей.
— Главная характеристика микроскопа — разрешающая способность, а не «×» на коробке.
— Световой микроскоп упирается в длину волны света: предел около 200 нм.
— Увеличение без новых деталей называется пустым.
— Мельче волны света смотрят электронным микроскопом.
«Лаборатория изнутри» — о том, как устроены приборы и измерения на самом деле: без мифов и маркетинга на коробках.