Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
появлению лишних структурных деталей ("духов") в изображении.
Рассмотренные здесь новые идеи в области микроскопии отнюдь не поколебали
теоретического значения установленного Аббе предела разрешающей
способности микроскопа, выражаемого формулой (III. 69). Вполне
естественно, что этим положением воспользовались ученые-идеалисты для
обоснования философского тезиса о непознаваемости внешнего мира, о
существовании границ для научного познания мира. При этом им пришлось
прибегнуть сразу же к некоторой подтасовке. Ведь положение Аббе
утверждает только, что предметы, линейные размеры которых меньше величины
е, не могут быть увидены через микроскоп, но оно совсем не утверждает,
что такие предметы вообще не могут быть познаны. Идеалистам пришлось
подменить понятие "увидеть" понятием "познать", чтобы придать научную
видимость своему тезису о непознаваемости объективного мира.
262
Несостоятельность положений идеализма научно доказана марксистско-
ленинским диалектическим материализмом. Поэтому здесь иет надобности
останавливаться на философской стороне этого вопроса. Интересна, однако,
и его практическая сторона: действительно ли положение Аббе устанавливает
предел для "видения" весьма малых предметов? Слово "видение" при этом
следует понимать расширенно, как возможность оптическими средствами
воспринимать и измерять линейные размеры весьма малых объектов. Некоторые
давно известные науке факты заставляют усомниться в правомерности
возведения положения Аббе в степень какого-то принципа, лежащего в основе
оптических явлений. Формула (III. 69), как и всякая формула физики,
выражает собой некоторую закономерность, имеющую место прн некоторых
определенных физических условиях. В данном случае эти условия
определяются применением микроскопа "обычного" устройства (в том числе н
электронного микроскопа). Если же будет применен прибор иного,
"необычного" устройства, то можно ожидать, что для него формула (III. 69)
не будет справедлива.
Основной факт, заставляющий сомневаться в универсальности положения Аббе,
появился благодаря успехам спектроскопии, позволившим оптическими
методами измерить длины световых волн с точностью до долей ангстрема (при
помощи спектрографов, применяющих дифракционные решетки). Обращает на
себя внимание также высокая точность спектральных измерений, выполненных
при помощи эшелонов и эталона Фабрн-Перро. Легко можно подметить, что
точность измерений превосходит установленный Аббе предел там, где
происходит интерференция не двух, а большего числа пучков лучей.
Интересно заметить, что согласно дифракционной теории микроскопа,
развитой Аббе, и в "обычном" микроскопе при образовании вторичного
изображения происходит интерференция многих пучков световых лучей, чем н
объясняется высокая точность воспроизведения малых предметов. Однако при
выводе предельной формулы (III. 69) Аббе пришлось перейти к случаю
интерференции двух пучков лучей, что на самом деле-и происходит в этом
предельном случае.
Принципиальное значение многолучевой интерферометрии, как средства для
преодоления установленного Аббе предела, было раскрыто в работе молодого
шведского ученого Е. Ингель-штама, опубликованной в 1954 г. Эта работа
произвела сенсацию в кругах специалистов и повергла в уныние защитников
ограниченности человеческого познания. По словам советского исследователя
Г. Розенберга, работа Иигельштама "... разрушает прочно укоренившийся мнф
о якобы принципиальном ограничении разрешающей способности микроскопа".
Велико и практическое значение работ Е. Иигельштама и Толанского,
позволивших осуществить многолучевой микроинтер-
263
ферометр, простой и удобный в обращении оптический прибор, при помощи
которого может быть измерена микрошероховатость полированных поверхностей
с погрешностью, не превосходящей нескольких десятых долей нонаметра.
Таким образом создан оптический прибор, работающий в видимой области
спектра, но в тоже время соперничающий сэлектронным микроскопом по
разрешающей способности.
. Устройство многолучевого микроинтерферометра показано на рис. III. 17.
Монохроматическим источником света служит ртутная газоразрядная лампа /
со светофнль- Л.
тром 5, выделяющим область спектра, содержащую только одну линию ртути.
В осветительной части прибора нахо-
дятся кроме того: осветительная 9 /
линза 2, апертурная диафрагма 3 (сменная), расположенная у переднего
фокуса линзы 4, полевая диафрагма 6, линза 7, призма-куб 14 с
полупрозрачной поверхностью склейки. Эта призма вводит осветительный
пучок лучей в систему микроскопа. На столике 10 микроскопа помещается
образец И, шероховатость верхней полированной поверхности которого
исследуется. Над образцом 11 находится эталонная плоскопараллельная
пластинка 12, нижняя поверхность которой несет на себе многослойное
покрытие с коэффициентом отражения Ru близким к единице. В узком
клиновидном воздушном зазоре между образцом 11 и пластинкой 12 происходит
многолучевая интерференция вследствие многократного отражения света от