ФОТОПОРТРЕТ АТОМА

К. ГЛАДКОВ

Еще совсем недавно в любой книге или статье по физике можно было прочесть, что атом столь мал, что вряд ли человеку удастся увидеть его непосредственно.

Профессору физики Пенсильванского университета (США) доктору Эрвину Мюллеру впервые удалось сфотографировать отдельные атомы при помощи нового, так называемого ионного эмиссионного микроскопа, дающего увеличение в 5 —10 млн. раз, то есть в 20 — 40 раз больше, чем электронный микроскоп.

Разработанный профессором Мюллером прибор состоит из колбы с двойными или тройными стенками, между которыми находится жидкий водород. Колба напоминает телевизионную трубку, дно ее покрыто светящимся составом. В центре трубки установлен электрод, оканчивающийся тончайшей иглой из вольфрама. Острие иглы направлено в сторону экрана. Между иглой и экраном приложено электрическое напряжение порядка 30 тыс. в, которое создает на поверхности иглы удельное положительное напряжение, порядка 500 млн. в. на кв. см.

Внутрь колбы после откачки из нее воздуха вводится небольшое количество газа гелия.

Когда атом газообразного гелия «касается» острия иглы, огромное положительное напряжение последней вырывает из него электрон. Образовавшийся ион гелия, отталкиваемый положительным зарядом иглы, мгновенно разгоняется до огромной

Острие вольфрамовой иглы в ионном микроскопе М юллера (слева) по сравнению с кончиком обычной булавки.

экран,

скорости и, ударяясь об вызывает яркое свечение.

Вольфрам имеет кристаллическое— ступенчатое — строение. Около каждой «ступеньки» и происходит «раздевание» сотен тысяч атомов гелия. Расходящимся пучком они уносятся к экрану, где образуют картину, в точности воспроизводящую ступенчатую структуру поверхности кончика иглы, увеличенную в 2 млн. раз. Каждая светлая точка на получаемой фотографии соответствует местоположению атома в кристаллической решетке вольфрама.

Профессор Мюллер считает, что большое увеличение его микроскопа получается не за счет того, что на экране трубки воспроизводится изображение самого кончика иглы, а за счет того, что атомы вольфрама под действием очень сильного электрического поля, приходящегося на кончик острия, «стекают» с поверхности самой близкой к экрану точки острия, образуя как бы его продолжение — сверхтонкую «нить» диаметром в несколько десятков атомов вольфрама.

Может возникнуть вопрос: зачем необходимо охлаждать иглу жидким водородом? Дело в том, что не все

ЭЛЕКТРОННАЯ ПУШКА

скочив, они все же затем ионизируются, то вызываемое ими свечение экрана не будет соответствовать кар-

0+5000 — ЗОООО вольт

ЖИДКИ И ВОДОРОД

ЖИДКИ И АЗОТ

атомы гелия, приблизившись к кончику иглы, ионизируются. Многие из них при обычной температуре обладают столь высокими скоростями движения, что отскакивают от острия в разных направлениях. И если, от-

Разрез ионного микроскопа. Электронная пушка, встроенная в трубку, создает пучок быстрых электронов, при помощи которых можно разрушать строение кристаллической поверхности вещества кончика

иглы.

8

ч