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1 # 孔徑光柵顯微鏡拍原子
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2 # V課
大學物理不接觸好久了,接觸過但不專業。一般來說顯微鏡有好幾類,雖然各有不同大方向上分為光學顯微鏡和電子顯微鏡。目前微觀研究電子顯微鏡用的多一些。
第一,電子微鏡工作原理。
掃描隧道顯微鏡工作原理簡單得出乎意料。就如同一根唱針掃過一張唱片,一根探針慢慢地透過要被分析的材料(針尖極為尖銳,僅僅由一個原子組成)。一個小小的電荷被放置在探針上,一股電流從探針流出,透過整個材料,到底層表面。當探針透過單個的原子,流過探針的電流量便有所不同,這些變化被記錄下來。電流在流過一個原子的時候有漲有落,如此便極其細緻地探出它的輪廓。在許多的流通後,透過繪出電流量的波動,人們可以得到組成一個網格結構的單個原子的美麗圖片。
原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope ,AFM),一種可用來研究包括絕緣體在內的固體材料表面結構的分析儀器。原理與掃描隧道顯微鏡相似。不過它的探針依靠的的是原子之間的相互作用力。
第二,成像原理。
傳統光學顯微鏡由於在微觀尺度下光線容易發生衍射,所以在原子尺度更多使用電子顯微鏡。而電子顯微鏡的特性決定了它不能實現光學成像。更多的是利用探測資料實現三維模擬影象。
第三,最小的物體是啥?
掃描隧道顯微鏡的解析度很高,常見橫向為0.05nm,縱向可達0.005nm(資料較老)。它的優點是固態、液態和氣態物質均可進行觀察,而普通電鏡只能觀察製作好的固體標本。原子半徑數量級在10^-10m (0.1nm),所以,分辨原子還是可以的。
應該是物質吧,電鏡可以看到原子的晶格分佈。本著有關原子的問題,決不放過的精神,雖然有答非所問之嫌。開篇兩個影片,下面全靠實驗,這是孔徑光柵顯微鏡拍攝的銀原子
什麼是孔徑光柵顯微鏡呢?它是利用相干散射原理來觀察微觀世界的儀器。當入射相干光子碰撞電子後,若電子能牢固地保持在原來位置上(原子對電子的束縛力很強),則光子將產生剛性碰撞,其作用效果是輻射出電磁波-----散射波。鋁原子