Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
s2 = с cos (ф + бф), (III. 89)
а на графике получим синусоиду 2. Эти синусоиды имеют равные амплитуды и
периоды колебаний, но колебание 2 имеет по отношению к колебанию 1 малый
сдвиг по фазе бф. Равенство амплитуд определяет и равенство яркостей
(пропорциональных квадратам амплитуд), а потому включение сливается с
фоном и становится невидимым.
258
Синусоиду 2 можно рассматривать как сумму синусоиды I и синусоиды 3.
Последняя имеет относительно синусоиды 1 сдвиг по фазе, равный 1/2я +
1/2бф. Величина 6ф мала, она тем меньше, чем меньше разность ti\ - п.
Полагая, что эта разность очень невелика, мы н величину 6ф должны считать
малой. Поэтому можно пренебречь величиной У26ф и считать, что фазовый
сдвиг синусоиды 3 составляет 72я.
Подводя итог, следует сказать, что колебание 2, прошедшее через
включение, раскладывается на два колебания: колебание /, такое же, как в
других участках поля зрения, не содержащих включений, и колебание 3,
обладающее малой амплитудой и сдвигом по фазе на У2я. Это колебание
соответствует свету, дифрагированному включением, в то время как
колебание 1 соответствует прямо проходящему свету.
Возвращаясь теперь к рис. III. 15, мы можем сказать, что колебание 1
целиком проходит через кольцеобразный выступ фазовой пластинки 5, в то
время как колебание 3, дифрагированное включением в пределах широкого
апертурного угла, проходит через всю пластинку 5. Но кольцеобразный уступ
пластинки 5 вносит дополнительный сдвиг фазы колебания 1 на V2Jt,
вследствие чего колебание / переходит в колебание 4 (рис. 111. 16),
которое находится почти в противофазе с колебанием 3. Но проходя через
кольцевой выступ фазовой пластинки, колебание 4 испытывает еще ослабление
(частичное отражение или поглощение), т. е. уменьшение амплитуды а до
величины, близкой к а'у и превращается в колебание 5 (показано
пунктиром). Колебания 3 н 5 встречаются снова в плоскости полевой
диафрагмы 6 (рис. III. 15) в том месте, где находится изображение
включения. Интерферируя, колебания 3 и 5 создают темноту. Следовательно,
изображение нашего включения будет темным и будет резко выделяться на
светлом фойе.
Нужно заметить, что в случае довольно крупных включений дифрагированный
ими свет мало отклоняется от проходящего прямо. В этом случае фазовый
контраст возникает только у контуров включений. Включения представляются
оконтурен-.иыми.
Фазовый контраст в настоящее время получил широкое применение в
микроскопических исследованиях, выполняемых в разнообразных областях
иауки н техники, но особенно большое применение он имеет в биологнн,
цитологии и бактериологии, где благодаря ему сделай ряд крупнейших
открытий последних лет. Очень важное значение приобрел фазовый контраст в
кристаллографии, минералогии и химии. При помощи этого метода хорошо
исследуются прозрачные кристаллы, отличающиеся от 'окружающей среды
показателем преломления, ведется наблюдение за выращиванием кристаллов.
Метод оказался очень полезным при исследовании масляных эмульсий, зерен,
абразивов,
259
неоднородностей в стекле и прозрачных пластмассах, структуры текстильных
волокон и т. п.
Первый удар установившемуся после работ Аббе (в конце прошлого века)
пессимистическому взгляду на возможность развития микроскопии был нанесен
опубликованной в 1924 г. работой французского физика Л. де Бройля, в
которой обнаружены волновые свойства движущихся материальных частиц, в
том числе и электронных потоков. Практически острые пучки электронов,
сформированные при помощи симметричного электромагнитного поля,
применялись в катодном осциллографе с 1897 г. Теоретические основы
устройства электронного микроскопа развиты немецким физиком Г. Бушем в
1926-1927 гг. Первое электронное изображение раскаленного катода получено
физиком Ф. Вольфом. В 1931 и 1932 г. почти одновременно построили
электронные микроскопы Кнолль и Руска, Э. Брюхе н Г. Иохансон. С самого
начала наметились два пути развития электронной микроскопии: применение
электромагнитной оптики и применение электростатической оптики. Большой
вклад внесен в развитие электронного микроскопа немецким ученым М.
Ардеиие, разработавшим кроме универсального электронного микроскопа
растровый (телевизионный) микроскоп, применившим стереосъемку,
построившим теневой и рентгеновский микроскопы. За 35 лет развития
конструкция электронного микроскопа достйгла высокого совершенства и
эксплуатационного удобства.
Теоретической основой электронной микроскопии является возможность
приписать потоку электронов свойственную ему длину волны Я
Х = 12,3-Ю-" (111.90)
mv YTj * v '
где h - постоянная Планка;
т - масса;
v - скорость электронов;
U - ускоряющее напряжение.
Знание длины волны Я позволяет определить разрешающую способность
электронного микроскопа, применяя к нему формулу (III. 69). Громадное
преимущество электронного микроскопа перед оптическим вытекает из
практической возможности получить чрезвычайно малые длины волн Я. Так,
