ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Что может и чего не может световой микроскоп из "Репортаж из мира сплавов (Библ, Квант 71) " Когда хотят разглядеть что-либо не видимое невооруженным глазом, прибегают к помощи лупы, подзорной трубы, телескопа — словом, к помощи соответствующей оптической системы. Давайте и мы посмотрим на металл через окуляр микроскопа. Увы Ничего, кроме исцарапанной и загрязненной поверхности металла, видно не будет. Именно из-за этого удачно применить микроскоп в металловедении удалось лишь через два столетия после его изобретения. Раньше других это сделал в первой половине прошлого века русский инженер Павел Петрович Аносов, который занимался поисками секрета знаменитой булатной стали. Однако широко вошла микроскопия в практику металловедения только в конце XIX века после работ английского исследователя Генри Сорби. [c.53] Оказалось, что получить с помощью микроскопии полезную информацию о металле можно, лишь обработав предварительно его поверхность, или, как говорят, сделав шлиф. Приготовление шлифа включает в себя несколько этапов — шлифовку, полировку и травление. Цель шлифовки и полировки — удалить загрязненные и деформированные (например, во время резки при приготовлении образца) поверхностные слои металла. После выполнения этих операций шлиф выглядит как металлическое зеркало. И уже в этом состоянии под микроскопом иногда удается различить разные фазы. [c.53] И все-таки, как правило, перед тем как поместить металлический образец под микроскоп, его обрабатывают химическими реактивами — травяТ. Обычно для этого пользуются растворами кислот, протирая ими поверхность шлифа или просто помещая шлиф в емкость с едкой жидкостью. Она растворяет металл и на гладкой поверхности шлифа формируются неровности-рельеф. Другим результатом травления может стать образование пленок продуктов реакции кислоты с металлом. А далее опять сказывается различие свойств отдельных фаз. На каждой из них рельеф имеет свой характер, и соответственно отражательная способность фаз становится различной. Нлп одни фазы оказываются покрытыми продуктами травления, а другие—нет. И снова между разными фазами возникает контраст, который и наблюдается через микроскоп. [c.54] Хотя световая микроскопия — одни из самых испытанных методов металловедения, порой в этой области приходится действовать на ощупь. Иногда даже говорят, что изготовление хорошего шлифа скорее искусство, чем наука. А для того чтобы подобрать удачный травитель, выявляющий фазовое строение, часто приходится пользоваться утомительным методом проб и ошибок. [c.54] Но хорошо. Допустим, все трудности преодолены и фазы удалось различить в микроскоп (см. рис. 2, с. 27). А дальше, казалось бы, ничто не может помешать увеличить изображение, скажем, в 100 раз, затем еще в 100 раз н т. д., пока не разглядим отдельные атомы в каждой из фаз. Увы, здесь нас ждет неудача, причина которой кроется в волновой природа свста. [c.54] Чтобы не уходить слишком далеко в сторону, не будем подробно рассматривать теоретические результаты Аббе. Они широко известны и изложены во многих учебниках физики и научно-популярных книгах. Приведем только грубую, но наглядную аналогию, позволяюш,ую лучше понять причину ограниченных возможностей светового микроскопа ). [c.55] Предположим, что некий топограф (рис. 13) изучает форму неровной поверхности с помощью довольно странного приема. Он бросает на землю упругий мячик, замеряет направления его падения и отражения и строит биссектрису угла между ними. Она естественно совпадает с перпендикуляром к поверхности в данной точке. Восстанавливая таким образом перпендикуляр во всех точках поверхности, наш исследователь надеется получить весьма детальную информацию о ее рельефе. [c.55] Единственным линейным размером, характеризую-Ш.ИМ волну, является ее длина. И хотя, конечно, не следует искать буквального сходства между световой волной и мячом, разрешающая способность световой волны оказывается порядка ее длины. [c.56] Длины волн видимого света хорошо известны. Они лежат в диапазоне 0,38—0,76 мкм. Это означает, что объект размером, меньшим чем десятые доли микрометра, ни в какой световой микроскоп рассмотреть нельзя. [c.56] Если принять при оценке другую форму объема, приходящегося на атом (кубическую или тетраэдрическую), то получим несколько иной результат. Однако порядок величины (10 см) останется неизменным. Он не изменится и при рассмотрении межатомных расстояний в других твердых телах. Поэтому величи-, на 10 см играет заметную роль в физике. Она получила даже специальное название — ангстрем (А) ). [c.56] В ангстремах длина световых волн выражается тысячами, т. е. оказывается в несколько тысяч раз больше расстояний между атомами. Надежда увидеть отдельные атомы в микроскоп несбыточна. [c.56] Вернуться к основной статье