manbet手机版正如恩斯特·鲁斯卡所发现的那样，有一个像电子显微镜这样的巧妙想法可以在一眨眼的时间内产生，但克服更细微的细节来创建一个成功工作的仪器可能需要数年的时间。

manbet手机版两个不可思议的圆圈manbet手机版恩斯特Ruskamanbet手机版1986年12月，享年80岁。manbet手机版首先，鲁斯卡终于获得了诺贝尔物理学奖，因为他在几十年前发展电子显微镜方面发挥了关键作用。狗万世界杯manbet手机版第二件事是他在诺贝尔晚宴上的晚宴伙伴是瑞典女王西尔维娅，他们有更多的话题可以谈论，而不仅仅是他的科学成就——小时候鲁斯卡曾在他们的家乡海德堡与女王的父亲瓦尔特·萨默拉斯一起玩耍。

manbet手机版索默拉斯并不是鲁斯卡在海德堡唯一的玩伴。manbet手机版鲁斯卡还渴望摆弄光学仪器，尤其是他父亲放在书房里的大蔡司显微镜。manbet手机版然而，恩斯特和他的六个兄弟姐妹被严格禁止触摸显微镜，以防他们损坏镜头或样品。manbet手机版就像所有被告知不要碰任何东西的孩子一样，这只会让鲁斯卡更渴望使用显微镜，尤其是当他的父亲，一位热情的植物学家和矿物学家，抽出时间给他的孩子们看放大后的物体时。manbet手机版鲁斯卡还可以使用Königstuhl天文台的望远镜，这座山可以俯瞰海德堡。manbet手机版他的叔叔马克斯负责天文台，鲁斯卡会时不时地去看他，看看望远镜的工作情况。

manbet手机版鲁斯卡更喜欢亲身实践科学，而不是理论，他想在一所技术高中学习工程，这让他的父亲很沮丧，他认为这对科学史教授的儿子来说是一条劣等的教育道路。万搏manbext官网manbet手机版但鲁斯卡坚持自己的课程，去了慕尼黑专攻电气工程，然后搬到了柏林。

manbet手机版在柏林，鲁斯卡在阿道夫·马蒂亚斯的指导下从事高压技术和发电厂的工作。manbet手机版在1928年夏季学期结束时，马蒂亚斯宣布了他的计划，建立一个小团队，开发一个高性能的阴极射线示波器，可以测量发电站和露天高压输电线路中非常快速的电气过程的电压。manbet手机版鲁斯卡抓住了这个机会，成为了团队中最年轻的成员，由马克斯·诺尔(Max Knoll)领导，他后来成为了一位重要而鼓舞人心的同事。

manbet手机版在阴极射线示波器中，一个加热的金属板，即阴极，发射出一束宽的电子束，这些电子束被聚焦在荧光屏上形成一个点或书写点。manbet手机版通过调整点的直径或强度，书写点越清晰越好，因此研究小组正在寻找改进方法来锐化电子束的焦点。

manbet手机版鲁斯卡发现，近20年来，工程师们一直在使用携带电流的短线圈来集中电子束。manbet手机版但当他浏览科学文献时，他被最近发表在杂志上的一篇论文震惊了manbet手机版档案Elektrotechnikmanbet手机版耶拿大学的汉斯·布施教授manbet手机版Busch认为，在阴极射线管的短线圈中产生的磁场使带电电子粒子的行为与光通过凸透镜时的行为相同，凸透镜就是鲁斯卡父亲的显微镜中发现的那种透镜。

manbet手机版光学显微镜使用两个透镜使我们看到肉眼通常看不见的东西。manbet手机版正如它的名字所暗示的，第一个透镜，物镜，或物体透镜，接收光线从被观察的被照亮的物体产生一个真实的图像。manbet手机版这个真实的图像被放大，并通过称为眼的第二个透镜来观察。manbet手机版这两个透镜可以将物体放大1000倍。

manbet手机版电子可以像光线一样运动的想法让鲁斯卡着迷。manbet手机版不幸的是，布希的理论只是一个理论。manbet手机版布希从未验证过他的假设，显然是在将其与他实验室中相互矛盾的旧数据进行比较后放弃了它。manbet手机版但鲁斯卡认为，如果布希描述的那种线圈确实像透镜，那么他应该能够从中获得图像——通过磁场聚集电子射线并聚焦在目标上。

manbet手机版缓慢的成功

manbet手机版1929年5月，鲁斯卡在研究生阶段提交了一篇研究论文，在论文中，他计算并测试了磁线圈的成像特性。manbet手机版利用线圈，他获得了第一个记录的电子光学图像——阴极射线管的阳极孔径。

manbet手机版然而，从这里到第一台电子显微镜的发明，并不是一项简单的任务。manbet手机版1930年，鲁斯卡在毕业论文中尝试了一种更便宜的实验，但以失败告终。他回到了最初的想法，即使用短线圈作为透镜。manbet手机版鲁斯卡做了一个与光学显微镜类似的管子，管子里有两个短磁线圈排成一排。manbet手机版尽管该装置只能将物体放大15倍，但它是第一个证明可以通过电子束和磁场获得放大图像的证据。

manbet手机版但有一个很大的缺点:电子会释放出大量的热量，足以摧毁仪器准备观察的物体。manbet手机版鲁斯卡想知道，如果连最坚硬的金属都烧成灰烬，用这种适度放大的图像有什么用。

manbet手机版在诺尔的指导下，在他的同事博多·冯·博里斯的支持下，他开始建造一种更高效的显微镜。manbet手机版在他们的内心深处，他们都知道，要让人们相信这种新仪器的优点，必须达到甚至超过光学显微镜的能力和能力。manbet手机版这个问题的答案需要新旧光理论的结合。

manbet手机版自16世纪末以来，光学显微镜作为人眼延伸的能力就令科学家们震惊不已。manbet手机版然而，我们所能看到的事物是有限的，物理学家恩斯特·阿贝(Ernst Abbe)最终在1872年解释并定义了这些限制。manbet手机版阿贝受雇于为鲁斯卡父亲制造显微镜的卡尔蔡司公司，将显微镜的发展建立在坚实的科学基础上。manbet手机版这比他预想的要困难得多，在经历了最初的一些挫折之后，他想出了一个关于图像如何形成的理论。

manbet手机版简而言之，阿贝发现，孔径越大，换句话说，显微镜物镜接受光的角度越大，波长越低，显微镜就越能分辨出物体内部的单个细节。manbet手机版但要得出这个看似简单的结论，需要对光在显微镜下的行为方式有深刻的理解，而这可以用光波物理学的经典知识来描述。manbet手机版光波在显微镜中通过被观察物体时发生衍射，因此在到达物体透镜时受到干扰。manbet手机版到达物镜的衍射波的数量越多，显微图像的分辨率就越高。

manbet手机版由于成像依赖于光的衍射，阿贝可以描述和定义为什么光学显微镜不能看到小于一定尺寸的物体。manbet手机版当光穿过物体的空间时，就会发生衍射，就像水波穿过芦苇之间的空间一样。manbet手机版如果缝隙小于光的波长，波就不能通过，因此衍射就不会发生。manbet手机版根据阿贝对光波长的计算，这意味着光学显微镜的尺寸限制在0.5微米左右，因此放大倍数不可能超过1000倍。

manbet手机版因此，要看到更小的物体，就需要另一种波长更短的能量形式。manbet手机版一个解决方案将存在于一个新的、即将到来的物理学领域:量子力学。manbet手机版1924年，法国物理学家manbet手机版路易·德布罗意manbet手机版设计了一种开创性的材料理论，乍一看，工程师们对这种理论几乎没有兴趣。manbet手机版德布罗意提出了革命性的想法，即微小的粒子，如电子，也可以表现得像波一样。

manbet手机版起初，德布罗意的想法让鲁斯卡不寒而栗。manbet手机版他担心“即使在电子显微镜下，分辨率也会再次受到波长的限制。”manbet手机版想象一下，当鲁斯卡应用德布罗意设计的计算波长的方程，并发现他的电子波至少比光波小一个数量级时，他松了一口气。manbet手机版理论上，电子应该能看到比光更小的物体。

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manbet手机版但实际上，制造第一台比光学显微镜放大倍数更大的电子显微镜需要拉斯卡全部的工程技能。manbet手机版诀窍是让线圈的设计正确。manbet手机版线圈的形状需要能够将磁场压缩到穿过线圈中间的一个微小区域。manbet手机版通过这种方式，焦距可以保持尽可能短，这是高倍放大的先决条件。

manbet手机版为此，Ruska和von Borries建造了所谓的“极鞋透镜”，这是一个由铁包裹的线圈，中间有一个狭窄的间隙，以帮助压缩磁场。manbet手机版这种特殊的透镜在1932年获得专利，至今仍被用于所有的磁性电子显微镜中，鲁斯卡在1933年底用它制造了一个放大倍数为12000倍的电子显微镜。

manbet手机版尽管取得了这样的成功，鲁斯卡还是无法说服工业界投资他的电子显微镜的生产。manbet手机版试样过热的问题尚未得到解决。manbet手机版鲁斯卡发现了这一问题的部分解决方案，即非常薄的样品只能通过电子衍射而不是吸收来分解，这意味着释放的热量更少。

manbet手机版然而，这还不足以说服持怀疑态度的行业放弃投资。manbet手机版“谁是这种设备的潜在客户?manbet手机版他们会问自己。manbet手机版显而易见的答案是生物学家，但鲁斯卡的显微镜对生物标本有什么作用呢?manbet手机版真空管使它们脱水，电子破坏了它们，产生的热量烧毁了它们。

manbet手机版然而，一个熟悉的面孔相信生物学家可以在这种显微镜下研究活细胞。manbet手机版发明家的弟弟赫尔穆特·鲁斯卡(Helmut Ruska)现在是一名医生，他确信这种显微镜会起作用，但前提是要进行改进。manbet手机版他成功地说服了他以前的医学教授、柏林Charité医院诊所主任理查德·塞贝克(Richard Siebeck)，他哥哥的发明值得投入时间和精力。

manbet手机版1936年10月2日，在电子显微镜原型完成三年后，在一份给行业的咨询意见中，Siebeck描述了Ruska的电子显微镜对他的巨大价值，因为它可以促进对疾病原因的研究，特别是那些无法用光学显微镜观察到的传染病，如天花、水痘、麻疹、腮腺炎和流感。manbet手机版“在我看来，成功近在咫尺，我已经准备好并愿意为医学研究工作提供建议，并通过提供我的研究所的资源进行合作，”Siebeck写道。

manbet手机版这一评估就像一根胡萝卜，帮助说服工业界承担经济和技术风险，投资开发电子显微镜。manbet手机版1937年，西门子开始开发Ruska的显微镜，第一个系列生产的“西门子超级显微镜”于1939年底交付给i.g.法本(Frankfurt-Höchst)的实验室。

manbet手机版几位研究人员的贡献使显微镜最初的概念变成了可行的想法。manbet手机版但在他研究的早期，只有鲁斯卡坚信电子显微镜可以被发明出来。manbet手机版并不是质疑者妨碍了鲁斯卡，事实上，他后来认为这是一种好处。manbet手机版他在诺贝尔晚宴上的演讲中说:“其他人的怀疑有一个好处，那就是让这个领域变得不那么拥挤。”manbet手机版“大多数情况下，这是很久以后才明白的，一开始是非常失望的。”

manbet手机版参考书目

manbet手机版恩斯特·鲁斯卡网站。manbet手机版http://ernst.ruska.de

manbet手机版克鲁格，D. H.， Schneck, P. & Gelderblom, H. R. Helmut Ruska和病毒的可视化。manbet手机版《柳叶刀》manbet手机版355manbet手机版， 1713-1717(2000)。

manbet手机版显微镜。manbet手机版大英百科全书在线(2007)。manbet手机版http://www.britannica.com/eb/article-9108723

manbet手机版电子显微镜发明者罗宾逊分享诺贝尔物理学奖。manbet手机版科学manbet手机版234manbet手机版， 821-822(1986)。

manbet手机版罗斯卡，恩斯特:电子显微镜和电子显微镜的发展。manbet手机版诺贝尔演讲，1986年12月8日。

manbet手机版Urban, Knut(德国物理学会主席):科学研究中心Universität柏林，2005年11月24日manbet手机版http://www.dpg-physik.de