АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Развитие теории Аббе русскими и советскими учеными

Работы Аббе по теории образования изображения в микроскопе вызвали живейший интерес его современников. Эти работы еще долгое время продолжали оставаться в центре внимания оптиков всех стран мира. Объясняется это прежде всего тем, что именно Аббе поставил резкую границу между изображениями в микроскопе прозрачных и непрозрачных ("самосветящихся" и "несамосветящихся") объектов. Кроме того, им был намечен теоретический предел возможностей оптических инструментов, определяемый волновой природой света. Этот предел был достигнут впоследствии фирмой "Карл Цейсc".

Вместе с тем теории Аббе были присущи и некоторые недостатки. Например, он придавал преувеличенное значение "первичным спектрам". Исправлять недостатки Аббе предоставил потомкам.

Первое такое исправление, а точнее - дополнение, было сделано Рэлеем в девяностых годах прошлого века в его замечательной статье "О теории оптических изображений", в особенности в приложении к микроскопу [49]. В ней он восстановил в своих правах принцип Гюйгенса и чисто математическим путем показал, что метод "первичных изображений" Аббе дает в принципе то же самое, что и обычное применение принципа Гюйгенса.

Дальнейшее развитие теория Аббе получила в работах замечательного советского физика Л.И. Мандельштама В своей работе "К теории микроскопического изображения Аббе", опубликованной в 1911 г. [50], он теоретически доказал и экспериментально подтвердил правильность принципа Гюйгенса в применении его к изображению в микроскопе. Мандельштам показал, что изображение самосветящегося объекта имеет те же свойства, что и изображение объекта, когерентно освещенного.

В резюме своей статьи Мандельштам писал:

"Случай самосветящегося и несамосветящегося объекта можно трактовать единообразно... Между изложенными соображениями и рассмотрением Аббе нет никакого противоречия. В зависимости от обстоятельств может оказаться более удобным либо тот, либо другой способ. С помощью единообразного метода рассмотрения выше было показано, что в общем случае не слишком тонких структур самосветящийся объект ведет себя так же, как несамосветящийся, равномерно освещенный со всех сторон. Этот результат позволяет применять теорию Аббе и в специальных случаях изображения самосветящихся объектов" [51].

В среде оптиков и микроскопистов работа Мандельштама в свое время произвела сенсацию и вызвала оживленную полемику [52]. Дальнейшее углубление теория образования изображения в микроскопе получила в работах крупнейшего советского оптика академика Д.С. Рождественского. В 1940 г. им были опубликованы две статьи: "К вопросу об изображении прозрачных объектов в микроскопе" [53] и "Когерентность лучей при образовании изображения в микроскопе" [54]. Рождественский писал:

"При проведении некоторых микроскопических работ мне стало ясно, что наше умение микроскопировать, умение пользоваться весьма совершенными микроскопами не стоит на большой высоте, в очень многих сложных случаях мы не знаем, что мы видим, и еще чаще, как мы видим. Это относится к видению не только прозрачных, но и непрозрачных объектов" [55].

В первой своей работе Рождественский пытается объяснить механизм образования интерференционных полос, окаймляющих изображение в микроскопе:

"Процессы изображения непрозрачных и прозрачных объектов в микроскопии отличаются тем, - пишет он, - что у прозрачных объектов явление интерференции окружает изображение объекта резкими полосами. Это обстоятельство вообще сильно мешает наблюдению в микроскоп. Замечательно, что, несмотря на всю простоту и очевидность указанного явления интерференции, оно, по-видимому, до сих пор не было правильно истолковано ни теоретиками, ни практиками микроскопии. Это показывает, что до сих пор никто не приступал к теории изображения прозрачного объекта в микроскопии, так как нельзя коснуться этого вопроса, не задевая явления, которое играет в нем основную отрицательную роль....Трудно поверить, что явление, наблюдавшееся в течение двухсот лет и притом весьма простое, до сих пор не нашло правильного объяснения. Нужно думать, что при тщательных поисках можно найти ответ в области этой проблемы. Однако ни один курс микроскопии, ни одно практическое руководство до сих пор не помогает микроскописту объяснением происхождения этой любопытной системы интерференционных полос, и в большинстве случаев они упорно именуются дифракционными" [56].

Рождественский рассматривает ряд чаще всего встречающихся на практике случаев микроскопических наблюдений и делает вывод о том, что появление интерференционных полос, окаймляющих контуры микроскопического изображения, может привести к существенному изменению вида объекта и привести наблюдателя к ложным выводам.

Во второй своей статье "Когерентность лучей при образовании изображений в микроскопе" Рождественский дает строгое определение понятия когерентного освещения и рассматривает вопрос о переходе от когерентного освещения к некогерентному. Он пишет:

"Опыты Аббе нужно направить не только на то, чтобы в частном случае наглядно доказать влияние широкой апертуры (микроскопа. - В.Г.), но и на то, чтобы утвердить близкую, аналогию между действием когерентных и некогерентных лучей..." [57].

Мы видели, что значение когерентного и некогерентного осйещения в микроскопе было показано в работе Л.И. Мандельштама. Д.С. Рождественский дал более целесообразное выражение полученной Мандельштамом формулы интенсивности освещения объекта и установил понятие об относительной некогерентности освещения, выражаемой отношением апертур освещающих лучей и объектива микроскопа. Найденному Мандельштамом параллелизму между демонстрационными опытами Аббе с некогерентным освещением и этими же опытами, распространенными на самосветящиеся объекты, Д.С. Рождественский дал простое и естественное толкование.

Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 636 | Нарушение авторских прав