Можно ли увидеть атом без микроскопа? Можно ли увидеть атом

Вы можете увидеть атом невооруженным глазом!

История
- Быт и жизненный уклад
- Войны
- Изобретения
- Личности
- События
Мифы
Моя планета
- Общество, культура, традиции
- Удивительные места
- Флора и фауна
- Явления
Наука
- Археология
- Естественные науки
- Космос
- Технологии
Рекорды
В мире
- Животные
- Люди
- Новости
- Открытия

Поиск

Интересные статьи, новости, факты — MyDiscoveries.ru

История
- ВсеБыт и жизненный укладВойныИзобретенияЛичностиСобытия
  Шер Ами — голубь-герой, получивший боевую награду
  
  Уинстон Черчилль хотел построить авианосец изо… льда
  
  Самые необычные способы казни
  
  Откуда взялась Баба Яга?
Мифы
- Правда, что если хрустеть суставами, можно заработать артрит?
  
  Правда, что мухомор убивает мух?
  
  Правда ли, что носороги топчут огонь?
  
  «Правило пяти секунд» — правда или вымысел?
  
  Правда ли, что акулам не нравится вкус человека?
Моя планета
- ВсеОбщество, культура, традицииУдивительные местаФлора и фаунаЯвления
  Ученые показали на видео, как растения передают сигнал о нападении
  
  Почему радиация ассоциируется с зеленым цветом?
  
  Устрашающие фотографии грязной грозы над вулканами
  
  Мосты из корней деревьев — уникальные сооружения индийских племен
Наука

mydiscoveries.ru

6.5. Можно ли увидеть атомы по отдельности? - Чердак. Только физика, только хардкор! - Дмитрий Побединский - rutlib2.com

6.5. Можно ли увидеть атомы по отдельности?

Со школьного возраста мы знаем, что все окружающие нас тела состоят из атомов. Но нам не показывали никаких фотографий, мы не видели их в микроскоп, а просто поверили. Так можно ли увидеть атомы по отдельности и убедиться в их существовании?

Давайте разбираться. Человеческий глаз может увидеть объекты размером не менее 0,05 мм. Но атомы намного меньше! (От 64×10−12 м до 450×10−12 м) Они настолько маленькие, что если увеличить их до размеров клубники, клубника будет размером с Землю. Поэтому увидеть их можно разве что в микроскоп. Но не все микроскопы подойдут для подглядывания за атомами.

Оптический

Самый простой и старый тип микроскопов. Для того, чтобы увидеть какой-либо объект (причем не только в микроскопе), его необходимо осветить. В оптическом микроскопе для этого используется свет, который воспринимает человеческий глаз. Это волны видимого диапазона, длина волны которых колеблется от 700 до 400 нанометров.

Размер этих волн в тысячи раз больше, чем размер атомов. Поэтому при освещении отдельных атомов они огибают их. Или отражаются, не передавая структуры поверхности. Пытаться увидеть атом в оптический микроскоп – то же самое, что экскаватором ловить комара! Или как вентилятором сдуть ровно одну пылинку со стола.

В обычный оптический микроскоп любая поверхность будет видна как сплошная, а не состоящая из отдельных атомов. В него невозможно увидеть атомы и детали, размеры которых меньше половины длины волны света, то есть около 200 нанометров. Это – дифракционный предел, который присущ любым волнам. И чтобы преодолеть его, нужно освещать объект чем-то другим.

Электронный

В электронном микроскопе образец освещается пучком электронов, которые не так просты, как кажется на первый взгляд. Они, как и все остальные элементарные частицы, могут проявлять волновые свойства. То есть поток электронов можно рассматривать как волну. И если разогнать его до огромной скорости, его длина волны будет меньше размеров атомов.

Дифракционный предел электронного микроскопа в тысячи раз меньше, чем у оптического. Поэтому в него можно разглядеть ну очень маленькие объекты! Электронный микроскоп может давать изображение отдельных атомов, и, хотя они получаются немного нерезкими, их все-таки можно увидеть по отдельности. Значит, они существуют, ура!

Электронные микроскопы вообще отличная штука, особенно растровые. В них пучок электронов сканирует объект, и благодаря тому, что его можно сделать очень тонким, сохраняется феноменальная резкость по всей площади изображения, чего очень сложно добиться на оптических микроскопах. Изображение получается в градациях серого, но его можно потом раскрасить. Забавно, но неметаллические предметы покрывают тонким слоем золота. Ведь под градом из электронов на поверхности быстро накапливается заряд. Золото очень хорошо проводит ток и уносит лишнее электричество.

Зондовый

Но, пожалуй, самый необычный и интересный – сканирующий зондовый микроскоп. В него тоже можно увидеть отдельные атомы, ведь он работает следующим образом.

Это очень тонкая игла, которая движется вдоль поверхности исследуемого объекта. Кончик иглы очень острый – его радиус закругления порядка десятков ангстрем (это несколько атомов). Он взаимодействует практически с отдельными атомами вещества, это считывается сенсорами, и компьютерными методами восстанавливается рельеф поверхности. По сути этот микроскоп не смотрит, а ощупывает поверхность с феноменальной точностью!

Есть разные типы таких микроскопов. В некоторых считывается сила электрического тока, проходящего между иглой и образцом. В других измеряется сила притяжения или отталкивания иглы от атомов образца. Есть даже такие, в которых вместо иглы используется световод и маленькое отверстие. В них регистрируется отраженный свет и возможно преодоление дифракционного предела.

С помощью зондового микроскопа можно даже разглядеть форму электронных облаков, настолько он чувствительный. Более того, его можно использовать не совсем по прямому назначению и перемещать отдельные атомы. Достаточно приложить напряжение побольше, атомы будут «прилипать» к игле, и их можно будет переносить на другое место. Уже сейчас ученые могут писать слова и даже создавать мультики из отдельных атомов! Конечно, это технология работает на наномасштабах, но можно вообразить себе, что в будущем ученые смогут создать абсолютно любое чудище.

Как видите, не все подвластно нашему взору, и в микромире обычный свет, благодаря которому мы видим то, что нас окружает, никак не может нам помочь. К счастью, есть и другие методы, благодаря которым удается убедиться в существовании атомов.

Отправить

Целимп

Невероятно интересная статья! Аж слюни потекли!

Миша

Ну вообщем хорошо, но хотелось бы по подробней

rutlib2.com

Можно ли увидеть атом без микроскопа?

Полюбуйтесь на положительно заряженный атом стронция! Внимательно присмотритесь к маленькому светлому пятнышку в центре изображения - это он самый.

Не увидели? Вот вам поближе ...

Вы спросите - это очень большой атом или очень сильная линза?

Вам ответят: это огроменный (по меркам атомов. Всё таки 38-й в таблице) атом стронция, который зарядили и поймали в магнитном поле.А о силе линзы можно догадаться по размеру 3 иллиметровых гаек слева и справа. Его накачали сине-фиолетовым лазером и поэтому он так излучает. А на камере выставлена долгая экспозиция, чтобы уловить побольше света.

Источник: masterok.livejournal.com

Написать комментарий

Комментарии 1

Даша2000 16 февраля 2018, 05:29 # ↓ 0

Яя тоже хочу так делать! Как сделать такую?
russkievesti.ru
Можно ли увидеть атомы? | Crazy.casa

Хоть ученым давно известно, что атомы есть, несмотря на это все равно сохранялось сомнение на этот счет из-за того, что воочию увидеть атомы никому не удавалось.
Сейчас ученые способны получать изображение атомов на экране компьютеров, перемещать атомы по поверхности с помощью специального инструмента под названием "сканирующий туннельный микроскоп" . Увидеть атомы в обычном микроскопе невозможно из-за очень малых габаритов последних — от 4 до 16 миллиардных долей см в диаметре. Применять обычный свет, дабы осветить атом, также нельзя, ибо волна видимого света в 2 — 5 тысяч раз больше диаметра атома.
Сканирующий туннельный микроскоп — это не оптический прибор с окуляром, куда можно так просто посмотреть. Это компьютеризированный инструмент со особым наконечником, который можно располагать очень близко к исследуемой поверхности. При движении этого наконечника электроны как бы проскакивают промежуток между наконечником и материалом поверхности. В итоге регистрируется электрический ток. При любом изменении расстояния между поверхностью и наконечником - электродом изменяется сила электрического тока.

Поверхность, которая кажется человеческому глазу идеально гладкой, на атомном уровне оказывается очень бугристой. Электрод регистрирует каждое возвышение, пусть если оно не превышает даже размером атом. Компьютер воспроизводит объемную карту поверхности, учитывая каждый ее атом.
В итоге можно «видеть» атомы. С помощью сканирующего туннельного микроскопа ученые могут даже манипулировать атомами. Вначале атомы охлаждают до - 270 градусов Цельсия, что очень близко к абсолютному нулю температур, ибо при данной низкой температуре атомы становятся почти неподвижными. Применяя при этом электрод сканирующего микроскопа, можно благодаря магнитному полю перемещать атомы по своему желанию и даже писать ими слова на поверхности вещества...

crazy.casa
Можно ли «видеть» атомы? - СпросиСеть

Это полностью зависит от того, что вы подразумеваете под «видеть». Позвольте мне начать, отметив:

По моим знаниям, атомы малы за пределами наших фантазий
Нет. Атомы довольно велики по сравнению с некоторыми другими вещами, с которыми мы играем, подобно своим составляющим (протонам, электронам) в ускорителях частиц. Размер атомов составляет порядка 0,1 нанометра (разумеется, есть разница в размерах , но сейчас я не буду беспокоиться). Нанометр 10 - 9 10 - 9 метров. Протоны, например, намного меньше, а атомы в некотором смысле настолько велики, что мы уже более ста лет знаем, что они не неделимы, потому что мы видели в экспериментах, что это не так.
Теперь мы можем «видеть» атомы? Это зависит, как я уже намекал, что вы подразумеваете под «видеть». Если вы имеете в виду «сделать картинку в видимом свете», тогда вы не сможете этого сделать. В микроскопии существует эмпирическое правило, что самые маленькие вещи, которые вы можете отличить от идеально спроектированного микроскопа, должны иметь размер около половины длины волны света, который вы светете на нем. Более точная версия этого известна как предел аббревиатуры аббревиатуры . Видимый свет имеет длину волны около 400-700 нм. Это, конечно, примерно в 4000-7000 раз больше диаметра атома, поэтому мы действительно не можем видеть атом с (дифракционным) микроскопом с использованием света. [Как было предложено в комментариях, существует ряд способов преодолеть дифракционный предел Аббе, используя по частям совершенно разные методы для обычной микроскопии. Кажется, однако, что разрешение атомов еще не достигнуто.]

Но есть и другие вещи помимо света, которые мы можем использовать. Мы могли бы, например, использовать электроны вместо света. Квантовая механика говорит нам, что электроны, подобно свету и всему остальному, имеют длину волны . Конечно, такой микроскоп выглядит немного иначе, чем светлый микроскоп, потому что у нас нет хорошего механизма обнаружения электронов. Это означает, что для того, чтобы сделать изображение из преломленных и дифрагированных электронов, нам нужно использовать электронные датчики, а затем воссоздать изображение. Этот тип микроскопа, который я только что описал, является более или менее электронным микроскопом для трансмиссии (TEM), и они были вокруг в течение длительного времени. В настоящее время такие типы микроскопов имеют разрешение около 0,05 нанометра (обычно, как правило, TEMS имеет разрешение примерно в 1000 раз лучше разрешения светового микроскопа, но с использованием некоторых методов коррекции можно достичь разрешений 0,05 нм и, возможно, ниже ). Этого достаточно, чтобы увидеть атом (см. Здесь для ранней картины, другой ответ содержит лучшие и более свежие снимки), но, вероятно, этого недостаточно, чтобы увидеть, что изображение, с которым вы связаны, имеет немного лучшее разрешение.
[Примечание: несколько лет назад вам определенно понадобился микроскоп, который я описываю в следующем разделе для такой картины, сегодня вы также сможете достичь этого через TEM. Другими словами: сегодня вы могли бы «видеть» атомы с электронами.]
Итак, как мы это получили:
Но есть изображение википедии, в котором показаны атомы кремния, наблюдаемые на поверхности кристаллов карбида кремния.
Мы должны использовать другой тип электронного микроскопа - сканирующий туннельный микроскоп (STM) . Хотя ТЕА работает в основном так же, как и световой микроскоп, STM использует разные концепции. Поэтому он еще более удален от того, что вы обычно называете «видящим». Я не буду описывать, как это работает подробно, но микроскоп состоит из небольшого наконечника с приложенным напряжением и измеряет туннелирование электронов в зонд, измеряя таким образом расстояние до зонда. Затем пик блуждает по поверхности вашего материала и измеряет расстояние материала до кончика во многих точках, а затем создает топографическое изображение зонда. Поэтому он измеряет плотность электронов вокруг атома и тем самым, как мы понимаем, размер атома. При этом любой разумный STM может получить разрешение около 0,1 нм, а хорошие STM намного лучше.
И это, наконец, то, как мы можем видеть атомы.

askentire.net
Можно ли сфотографировать строение атома?
- История
  - Быт и жизненный уклад
  - Войны
  - Изобретения
  - Личности
  - События
- Мифы
- Моя планета
  - Общество, культура, традиции
  - Удивительные места
  - Флора и фауна
  - Явления
- Наука
  - Археология
  - Естественные науки
  - Космос
  - Технологии
- Рекорды
- В мире
  - Животные
  - Люди
  - Новости
  - Открытия
Поиск
Интересные статьи, новости, факты — MyDiscoveries.ru
- История
  - ВсеБыт и жизненный укладВойныИзобретенияЛичностиСобытия
    Шер Ами — голубь-герой, получивший боевую награду
    
    Уинстон Черчилль хотел построить авианосец изо… льда
    
    Самые необычные способы казни
    
    Откуда взялась Баба Яга?
- Мифы
  - Правда, что если хрустеть суставами, можно заработать артрит?
    
    Правда, что мухомор убивает мух?
    
    Правда ли, что носороги топчут огонь?
    
    «Правило пяти секунд» — правда или вымысел?
    
    Правда ли, что акулам не нравится вкус человека?
- Моя планета
  - ВсеОбщество, культура, традицииУдивительные местаФлора и фаунаЯвления
    Ученые показали на видео, как растения передают сигнал о нападении
    
    Почему радиация ассоциируется с зеленым цветом?
    
    Устрашающие фотографии грязной грозы над вулканами
    
    Мосты из корней деревьев — уникальные сооружения индийских племен
- Наука
  - ВсеАрхеологияЕстественные наукиКосмосТехнологии
    Все эти предметы удалось найти на дне реки
    
    Почему радиация ассоциируется с зеленым цветом?
    
    Почему одних людей комары кусают больше, чем других?
    
    Зачем фрукты меняют свой вкус и цвет во время созревания?
- Рекорды
  - Нисияма Онсэн Кэйункан — самая старая гостиница в мире
    
    Haliade-X 12-MW — «король ветра» или самый большой ветряк в мире
    
    Самый продолжительный пассажирский авиарейс в мире
    
    Самый большой комар в мире
    
    Самый большой самолет в мире
- В мире
mydiscoveries.ru
посмотрите на него невооруженным глазом :: NoNaMe

Николай Кудрявцев 9:00Атомы очень малы, они настолько малы, что человек разглядеть их не может, даже с помощью мощных микроскопов. Но, как это ни парадоксально, на этой фотографии вы можете увидеть атом невооруженным глазом.
Эта фотография сделана Дэвидом Нэдлингером и называется она «Одиночный атом в ионной ловушке». И она уже одержала победу в конкурсе на лучшую научную фотографию, проводимую Исследовательским советом инженерных и физических наук Великобритании. На фото изображен одиночный атом стронция в мощном электрическом поле. На него направлены лазеры, из-за чего атом испускает свет.
----------------------<cut>----------------------

Пусть атом и видим, рассмотреть его все равно непросто. Если вы пристально вглядитесь в центр фотографии, то заметите слабо светящуюся голубую точку. Это атом стронция, подсвеченный сине-фиолетовым лазером.Стронций в эксперименте использовали из-за размера: у стронция 38 протонов, и диаметр его атома — несколько миллионных долей миллиметра. Обычно столь мелкий объект мы бы не разглядели, но ученые использовали трюк, чтобы сделать атом ярче.

На фотографии он освещен высокомощным лазером, из-за которого электроны, кружащиеся по орбите вокруг атома стронция, получают больше энергии и начинают испускать свет. Как только заряженные электроны дали достаточное количество света, самая обыкновенная камера смогла сфотографировать атом.

Правда, если бы вы лично стояли рядом с этой установкой, то ничего бы не увидели. Снимок сделан с помощью длинной выдержки, так как что без оборудования весь этот свет все равно не заметить. Правда, другого способа увидеть реальный одиночный атом невооруженным глазом у человека просто нет.

txapela.ru