Agar biz molekula yoki atomga optik mikroskop orqali qarasak, nimani ko'ramiz?

Har holda, molekula yoki atomni eng zo'r optik mikroskop yordamida kuzatishda biz oladigan eng yaxshi narsa - bu qisqa vaqt davom etadigan va oldindan aytib bo'lmaydigan daqiqalarda paydo bo'ladigan, g'oyib bo'ladigan darajada kichik va noyob yorug'lik chaqnashlaridir. Bu chaqnashlar molekula yoki atomning tuzilishini hech qanday tarzda vizual ravishda aks ettirmaydi (garchi ularning spektrida u haqida ba'zi ma'lumotlar mavjud bo'lsa ham) va biz hech qachon yuqorida ko'rsatilgan rasmga o'xshash rasmni ko'rmaymiz. Umuman olganda, yuqoridagi rasm atomning ichki tuzilishining yomon vizualizatsiyasi bo'lib, u boshqa usullar yordamida o'rganilgan, ammo optik mikroskop yordamida emas. Hamma odamlar, ayniqsa maktab o'quvchilari yuqoridagi kabi suratlar bilan tanish. Ammo, agar biz molekula yoki atomga eng zo'r optik mikroskop orqali qarasak, shunga o'xshash narsani ko'ramizmi? Mikroskop kabi optik asboblar borligini bilamiz. Ushbu qurilmalar sizga juda kichik narsalarni ko'rish imkonini beradi. Ularda siz tirik organizmlarning hujayralarini va hatto ularning ichki tuzilishini, shuningdek, oddiy ko'zga ko'rinmaydigan boshqa narsalarni ko'rishingiz mumkin. Ammo oldinga qadam tashlab, hujayralarni tashkil etuvchi molekulalarni ko'rish mumkinmi? To'g'ri aytganda, barcha mikroskoplar tasvirni kattalashtirish yoki boshqacha qilib aytganda, ularda qanchalik kichik ob'ektni ko'rish mumkin bo'lgan ma'lum chegaraga ega va biz darhol tan olamizki, bitta molekula yoki atom kabi kichik ob'ektni tekshirish mumkin bo'lgan bunday optik mikroskop yo'q. Bunga optikaning ba'zi asosiy qonunlari to'sqinlik qiladi. Shunday bo'lsa-da, faraz qilaylik, biz mikroskopni shunday zo'r aniqlikka ega bo'ldikki, u bizga bitta molekula yoki atomdek kichik ob'ektni ko'rsatishga tayyor edi. Shunday qilib, biz bu mikroskopni bitta atom yoki molekulaga qaratdik, biz nimani ko'ramiz? Javob juda oddiy: deyarli hech narsa. Gap shundaki, yorug'lik fotonlardan iborat va har qanday ob'ektni mikroskop yoki hatto ko'z bilan ko'rish va uning tuzilishini tekshirish uchun bizga ko'plab fotonlar bir vaqtning o'zida ushbu ob'ektning turli qismlaridan aks ettirilishi kerak va keyin ko'p miqdorda optik ko'zoynakning okulyariga tushishi kerak. qurilma yoki ko'zimizga. Albatta, ob'ektning o'zi porlashi ham mumkin, ya'ni fotonlarni chiqaradi. Ma'no bir xil bo'lib qoladi, ob'ektning turli qismlaridan ko'plab fotonlar bir vaqtning o'zida optik qurilmaga kirishi kerak. Ammo molekulalar yoki atomlar fotonlar bilan boshqacha ta'sir qiladi. Ular ularni aks ettirmaydi. Molekulalar va atomlar faqat fotonlarni yutishi yoki chiqarishi mumkin va ko'pincha fotonlar molekulalar va atomlar yonidan o'zaro ta'sir qilmasdan uchib ketishadi. Bir vaqtning o'zida atom yoki molekula odatda faqat bitta foton chiqaradi, keyin esa oldindan aytib bo'lmaydigan yo'nalishda uchadi. Bundan tashqari, molekula yoki atom foton chiqarishi uchun u (yoki u) birinchi navbatda boshqa fotonni o'zlashtirishi kerak. Shunday qilib, molekulani mikroskop orqali kuzatish bo‘yicha tajribamiz shunday ko‘rinishga ega bo‘ladi: biz atom yoki molekulani yorug‘lik bilan yoritamiz, lekin fotonlarning aksariyati o‘rganilayotgan atom yoki molekula yonidan uchib o‘tadi. Keyin, bir nuqtada, fotonlardan biri hali ham so'riladi va bir muncha vaqt o'tgach, atom yoki molekula oldindan aytib bo'lmaydigan yo'nalishda shunga o'xshash foton chiqaradi (ko'pincha, aytmoqchi, u ilgari so'rilgan foton qaysi yo'nalishda uchadi). keldi). Shunday qilib, biz molekula yoki atom tomonidan chiqarilgan ushbu yagona fotonni biz o'rganilayotgan ob'ektga porlayotgan yorug'likdan deyarli farqlay olmaymiz, ya'ni milliardlab boshqa shunga o'xshash fotonlar yaqin atrofda uchadi va agar molekula yoritilmasa, u chiqaradigan foton juda uzoq vaqt kutishi mumkin. Ammo molekuladan chiqarilgan fotonni orqa yorug'lik fotonlaridan ajrata olsak ham, biz optik mikroskop orqali qaraydigan molekula yoki atomdan kutishimiz mumkin bo'lgan eng yaxshi narsa, oldindan aytib bo'lmaydigan daqiqada u (yoki u) baribir chiqaradi bitta foton mikroskop okulyariga qarab. Inson ko'zi hech narsani ko'rishi uchun bitta foton yetarli emas. Ammo mikroskop, ehtimol, bitta foton tomonidan ishlab chiqarilgan signalni aniqlash va kuchaytirish uchun mo'ljallangan bo'lishi mumkin.

                        Maqoladagi ma'lumotlar - educon.by saytidan olindi