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《你知道吗？——现代科学中的１００个问题》

Ｉ·阿西莫夫　著
暴永宁　陈养正　钟元昭　吴伯泽　译
碧海听潮声  扫


６７　电子显微镜是怎样工作的？

　　要回答这个问题，我们先得问一问：我们是怎样判断某
个物体有多大的？
　　从某一物体的两侧射到我们眼中的光线，会对我们的眼
睛形成一个角度。根据这个角度的大小，我们就能够判断出
那个物体的视大小。
　　但是，如果这些光线在到达我们的眼睛之前，先通过一
个凸透镜，那么，这些光线就会受到某种方式的偏折，从而
使它们在我们眼中形成的角度变得大一些。这样一来，我们
通过这种透镜所看到的物体似乎变大了，并且它的每一个部
分也似乎变大了。这样，我们就有了“放大镜”。
　　用几个透镜组合起来，就有可能把物体放大几千倍，并
且清楚地看到一些小到远非肉眼所能看到的细部。这时，我
们所碰到的是一台利用光波来工作的光学显微镜，过这种显
微镜，我们可以看见象细菌那样小的物体。
　　我们能够把透镜一个个叠在一起，最后做成一台能把物
体放大得非常大，使我们能够看到比细菌小得多的物体，甚
至连原子也看得见的显微镜吗？
　　很遗憾，这是做不到的。即使我们把一些最完美的透镜
用最完善的方法组合起来，也无法制成这样的显微镜。光是
由一定波长的电磁波构成的（波长约１／１２５，０００厘
米），比它再小的东西就什么也看不清楚了。光波已经大到
足以“跳过”一切比它自身小的东西了。
　　不错，有几种电磁波的波长要比可见光短得多。Ｘ射线
的波长就只有可见光波长的万分之一。可惜，Ｘ射线会径直
穿过我们所想看到的那些东西。
　　但是，不是还有电子吗？电子是一种粒子，但它们的行
为也象波一样。它们的波长大致和Ｘ射线差不多，但电子不
会径直穿过我们所想看到的那些东西。
　　假定有一束光投射在某一物体上。这个物体会吸收光，
并且投下一个阴影。我们通过比较亮光和阴影，就看到那个
物体。如果把一束电子投射到某一物体上，这个物体也将吸
收电子，并投下一个“电子阴影”。在使用电子束的情况下，
要是我们想用眼睛直接去看它，那是很危险的。但是，我们
可以用照相底片把物体拍摄下来。电子阴影可以告诉我们那
个物体具有什么形状，要是物体的某些部分对电子的吸收比
其他部分强一些或弱一些，那么，这种照片甚至还可以说明
物体的一些细节。
　　但是，要是那个物体非常小，那会怎么样呢？如果我们
用的是光束，我们可以利用透镜使光束以某种方式偏折，从
而把物体的外观放大。我们不能用普通透镜使电子束偏折，
不过，我们还有别的东西可以利用。电子是带有电荷的，这
就是说，它们在磁场中将沿着弯曲的路径行进。如果我们所
采用的磁场具有适当的强度和形状，就可以用透镜操纵光束
那种办法去操纵电子了。
　　简单地说，这时我们就有了一台“电子显微镜”，它利
用的是电子束，正象“光学显微镜”所利用的是光束那样。
　　不同的地方在于，电子的波长要比普通光的波长短得多，
因此，电子显微镜能够为我们显示出象病毒那样细微的物体，
而光学显微镜却做不到这一点。

阿西莫夫《你知道吗？--现代科学中的一百个问题》
科学普及出版社   1984年
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