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1 # 聊天選手九段
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2 # 魅力科學君
在我們的想象中,只要把微觀粒子不斷的放大、再放大,就可以直接觀察到它們了。然而這在現實中是行不通的,這是因為光學顯微鏡的解析度是有極限的,其解析度一般為幾百奈米,這遠遠達不到觀察微觀粒子的要求。
例如金原子的大小約為2奈米以下,而銀原子則為1奈米以下,需要說明的是,由於原子是由原子核以及核外電子構成,而電子卻沒有固定的執行軌道,因此只能近似的得出一個原子的大小範圍。
我們需要用其他的方法來觀察這些微觀粒子,先說原子,在微觀世界中,原子算是“大傢伙”了,目前科學家通常都是利用掃描隧道顯微鏡(STM)和原子力顯微鏡(AFM)來觀察它們。
掃描隧道顯微鏡掃描隧道顯微鏡的原理是,將一根極細的探針(針頭僅為一個原子大小)通電,然後讓其在觀察目標區域透過,當針頭與單個原子的距離達到一定程度時,就會發生量子隧道效應,從而形成隧道電流。由於針頭在不同的位置,產生的隧道電流會出現不同程度的漲落,透過對隧道電流的測量,就可以描繪出這個原子的形狀了。
原子力顯微鏡掃描隧道顯微鏡擁有原子級的解析度,但是它有一個侷限性,那就是它測量的是電流,因此必須要求觀察物件是可導電的,而原子力顯微鏡就突破了這個侷限性。
與掃描隧道顯微鏡一樣,原子力顯微鏡也是利用探針來測量目標。因為原子間存在著相互作用力,如靜電作用、範德瓦爾斯力等等,所以當原子力顯微鏡的針頭在觀察目標區域透過時,其針頭會因為受力而產生細微的震動。
用一束鐳射照射在針尖上,當針頭震動時,鐳射的反射就會出現相應的變化,透過對這些資料的測量,就可以達到檢測的目的。
因此可以說我們雖然看不到原子,但卻可以“摸”得到原子,那麼對於更小的粒子,比如說電子,又應該怎麼觀察呢?
事實上,以目前的科技水平,對於像電子這樣的微觀粒子,我們只能用儀器來觀測電子與其他物質在互相作用時所產生的各種效應,如各種可探測的射線、粒子等,來實現間接觀察的目的。
而至於更微觀的層面,如夸克,那只是根據現有的觀測資料,以及相關的理論而推算出來的,目前並沒有直接或者間接的觀察方法。
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我來說說電子、磁場、光束如何運動?當兩個人面對面站立,發出齊步走的命令,兩個人誰也走不了,怎麼辦?其中一人必須向後轉或者橫跨一步錯位,這樣這個宇宙就活了。電子在運動中也是如此,切割後的磁場形成光束,電子在光束中不規則慣性運動。磁場是可以逃逸的,磁場必須經過逃逸後才能進入另外的一種狀態中,磁場逃逸才是真正的磁場原理。磁場切割只是逃逸的方法之一,也可稱為磁場傳輸的方法。光是不規則運動直線運動方式方法,這種直線的運動方式就是光束,光子隨著光束而不規則慣性運動。磁場切割後不是單個的電子,而是形成光束,電子在光束中運動。那麼磁場是如何形成的呢?我們可以透過脈衝、聲波的運動考慮一下,為什麼呢?這些運動和場有關聯。那麼什麼場呢?物體物質各有各的範圍和基本界限。如大海有大海的界限,磁場必須有逃逸的界限和空間,磁場逃逸是為下一個磁場逃逸。閱讀此小文的朋友不要大驚小怪,隨後的長篇大論也會有的。