441

16 В СССР первый электронный микроскоп был сконструирован А.А. Лебеде- вым в 1940 г. Он давал увеличение в 10000 крат при разрешении около 400 Ǻ . Для изучения биологических объектов трансмиссионный микроскоп впер- вые применили А. Клод и К. Портер в середине 40-х годов XX века, а в 50-е годы в связи с разработкой методов изготовления ультратонких срезов и специ- ального окрашивания (контрастирования) электронная микроскопия стала широко использоваться для изучения клеток. По принципу работы просвечивающий (трансмиссионный) элек- тронный микроскоп напоминает световой микроскоп (см. рис. 3). Источником электронов служит катод (вольфрамовая нить). От катода электроны устремляются к аноду (металлическая пластинка с отверстием в центре). Разность потенциалов между катодом и анодом составляет несколько тысяч вольт – такое напряжение сильно разгоня- ет электроны. Эту часть микроскопа называют электронной пушкой. Поток электронов, прошедший через отверстие анода, попадает в поле конденсорной магнитной линзы и сжимается в узкий пучок, ко- торый падает на объект. Проходя через материал объекта, электроны частично рассеиваются и попадают в магнитное поле линзы объекти- ва, формируя первичное увеличенное изображение. Это изображение ещё раз увеличивается проекционной линзой. Окончательное изобра- жение формируется на флуоресцирующем экране (он похож на экран телевизора) или на фотопластинке. Повышение разрешающей способности электронного микроскопа по сравнению со световым обусловлено волновыми свойствами электро- на. Длина волны электрона определяется по формуле l = h , mv где λ – длина волны (нм), h – постоянная Планка, m – масса электрона, v – скорость электрона. Из формулы следует, что электрон, ускоренный напряжением 100 В, име- ет длину волны 12,3 нм, а при напряжении 50 000 В – всего 0,5 нм 1 . Это от- крывает широкие возможности в изучении мельчайших структур клетки и макромолекул. Однако электронная микроскопия имеет ряд ограничений. Во- первых, проникающая способность электронов сравнительно невели- ка, поэтому необходимо изготавливать ультратонкие срезы (толщиной 1 Вычислите ожидаемое разрешение микроскопа при этой длине волны (0,5 нм) и сравните его с данными для светового микроскопа.