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1 # 宇瑤雜談
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2 # 孔徑光柵顯微鏡拍原子
顯微鏡有很多種,只是原理不同,目的一樣放大、放大、再放大……
透射電映象
透射電鏡的解析度為0.1~0.2nm,放大倍數為幾萬~幾十萬倍,不能看到原子核。孔徑光柵顯微鏡就能,還是拍攝運動中的原子。讓我們一睹為快吧!
孔徑光柵顯微鏡拍攝鋁原子
孔徑光柵顯微鏡遵循布拉格條件,這裡的波長是指單縫衍射條紋間距,公式是2dsinθ=X (x=a.sin(b)/c;a為波長,b為第n個條紋與光源軸向的夾角,c是單縫的縫寬。)
孔徑光柵顯微鏡拍攝鋁原子核和電子(手機螢幕調最亮到黑處看才能看清,因為聚焦放大散射光太弱了)電子是由無數個小點組成一個大點做週期性運動,固定中的原子核位置是固定的,原子核周圍還能看到閃爍的光子。
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答案是“不能”,原因的話我們來看看目前主流的三種類型顯微鏡的原理:
光學顯微鏡
利用阿貝成像原理來成像,透過鏡片組的放大來觀察微小物體。但是這個放大倍數是有極限的,不考慮鏡片加工工藝的情況下,它能觀察到的極限大小是可見光波長的二分之一,大概是200奈米的,這樣的解析度顯然不能滿足觀察原子,最多也就是細胞器的級別。
電子顯微鏡
這個和光學顯微鏡的原理類似,因為光會存在波長的限制,所以使用電子束來代替可見光,使用拘束磁場來代替鏡片,這樣就繞過了波長的限制,它的極限大小能達到0.2奈米,這個差不多能到達分子層級,重核的原子也能看到。
掃描隧道顯微鏡
目前解析度最高的顯微鏡,利用由單個原子構成的探針在極近的距離上掃描,當探針掃過原子時,透過測量電流的變化來繪製單個原子的影象,極限解析度為0.01奈米。
所以,透過以上的說明可以看出,目前最牛X的顯微鏡也只能“看”到單個原子的影象,至於原子核,那是比原子還要小數個數量級的,所以看不到。