Угол зрения имеет очень важное значение. Здесь необходимо обратить внимание на важную особенность глаза: каждый предмет или каждая его часть представляющиеся нам под углом, меньшим одной угловой минуты, сливаются для нормального зрения в точку, в которой не различается ни формы, ни частей. Когда предмет далек от глаза, или мал, что весь он или отдельные части его представляются под углом зрения менее 1 минуты, мы перестаем различать в нем подробности его строения, так как при таком угле зрения изображение предмета или его части, на дне глаза захватывает не множество нервных окончаний в сетчатке сразу, а умещается полностью на одном чувствительном элементе. В этом случае подробности его формы и строения исчезают, и мы видим точку.
Изменяя ход лучей от рассматриваемого предмета, микроскоп или телескоп, показывают его под большим углом зрения. В этом случае изображение на сетчатке растягивается, захватывает больше нервных окончаний, и глаз различает уже в предмете уже такие подробности, которые раньше сливались в одну точку. Если указано, что микроскоп или телескоп увеличивает в 100 раз, то это значит, что он показывает предметы под углом зрения в 100 раз большим, чем человек видит их без оптического прибора. Если же прибор не увеличивает угла зрения, то он не дает никакого увеличения, хотя бы нам казалось, что мы видим предмет увеличенным.
Микроскоп представляет предметы не просто в увеличенном виде, а показывает их под большим углом зрения, вследствие чего на задней стенке глаза рисуется увеличенное изображение предмета, действующее на более многочисленные нервные окончания и тем доставляет человеческому сознанию большее число отдельных впечатлений, то есть микроскоп увеличивает не предметы, а их изображения на дне глаза.
Как увидеть атомы
Заглянув в окуляр обычного оптического микроскопа, человек на время оказывается в другом мире. И хотя он смотрит давно в микроскоп, но мир этот не все открыл его взору. И с помощью электронного микроскопа, дающего увеличение в миллион раз, нам пока не все еще удается рассмотреть. Более того, для специалистов, работающих в области исследований поверхности твердого тела, даже эти инструменты не подходят. Здесь нужна иная техника. И вот на помощь ученым пришел протонный микроскоп.
После подготовки прибора, к эксперименту, когда засветился экран, на нем проступили чуть заметные контуры какой-то фигуры. Она была сложена из линий и точек различной толщины и яркости. Увиденные на экране точки представляли собой изображение атомных рядов, а линии атомные плоскости кристалла. Увидеть в непрозрачном материале его структуру кристаллическую решетку, которая до того была недоступна даже электронным микроскопам это настоящее чудо.
В серебристой колонне прибора спрятан мощный ускоритель протонов. Подобно тому как вода низвергается с высоты водопадом, так и протоны, разогнанные внутри прибора до энергии в 150 килоэлектронвольт, обрушиваются на исследуемый образец и как вода, разбившаяся о камни, так и частицы, отраженные от атомов вещества, «рисуют» на экране замысловатую графическую картину.
Протонный микроскоп дает возможность рассмотреть слой материала толщиной в тысячную долю миллиметра. На первый взгляд эта величина кажется небольшой, но для микромира она огромна. Тем более для полупроводниковых структур. Именно в этом тончайшем слое заключена сила современно радиоэлектроники, солнечных электростанций, эмиссионной техники.
Со многими трудностями пришлось столкнуться ученым из НИИ ядерной физики, работавшими над созданием этого уникального прибора. До сих пор подобных приборов не создавалось.
После окончания исследования оператор вынул кассету с фотопластинкой. На ней запечатлен показавшийся несведующему глазу простым мир, который ученому говорит о многом, в частности о возможности создания новых высокотемпературных соединений, полупроводниковых и других материалов и многого другого.
Как сфотографировать незримое
В любом известном всегда остается доля неизвестного. Например, вся мудрость электронно-вычислительных машин создана человеком. Намагнитили ферритовое кольцо в одном направлении «ноль», намагнитили в другом «единица». Это двоичный код, которым записана вся информация в компьютере. А как это намагнили?
Порой человек использует явление, в природе которого еще не все понятно до конца. Как это происходит в тонкой пленке? Ответ получить очень трудно, так как слишком уж быстро происходит процесс. Для такой скорости нет названия в языке. Даже сверхбыстрая киносъемка не могла остановить то мгновение, за которое происходит перемагничивание тонкой пленки. Тогда физики нашли другую возможность.
Если сфотографировать быстро вращающееся колесо велосипеда на снимке окажется сплошной диск слившихся в одном движении спиц. Если же осветить это колесо на достаточно краткий миг, можно увидеть спицы застывшими. Это называется «стробоскопический метод».
Но ведь с тем же успехом можно «осветить» пучком электронов магнитную пленку? Тогда процесс перемагничивания станет зримым. После опытов ученые снабдили электронный микроскоп генератором стробирующих импульсов.