如果显微镜想要看到原子内部 , 需要放大多少亿倍?
人能够看到物体是因为物体发出或反射的光进入了人眼的缘故 。透镜能够使光发生折射 , 继而让人看到放大、缩小或扭曲的像 。利用透镜观察放大的物体可能有上千年的历史 , 16世纪末有人发现将两个凸透镜放在合适的位置能够将物体放大很多倍 。17世纪时科学家制造出了真正意义的显微镜 , 并被用来观察细胞、微生物等 。光有波动性 , 遇到比较小的障碍物会发生明显的衍射 。
光经过一个很小的障碍物时可能会绕过它 , 即使被它反射后也容易扩大为一个光斑 。当要观察的两个位置过于接近时 , 两个位置反射的光斑会有很大部分发生重叠 , 这样就看不清要观察的物体 , 这就是光学显微镜的衍射极限 。一般而言光学显微镜的分辨极限为0.2微米 , 换算成放大倍数大约在2000倍附近 。中学生物课上用到的显微镜就是光学显微镜 , 一般最多放大几百倍 , 即使超过了1000倍视野也会变得非常暗 。
一些电商宣扬他们的光学显微镜能够放大五千倍甚至数万倍 , 那种放大并不能提高分辨率 , 没有任何意义 。可见光的波长范围大约是390纳米至760纳米 , 波长越短衍射现象就越不明显 。物质具有波动性 , 电子的波长要比可见光的波长小很多 , 用电子代替光制作的显微镜就是透射电子显微镜 。随着技术的突破 , 透射电子显微镜的分辨能力也在逐步提高 , 目前分辨极限可达0.2纳米 , 到了原子直径的数量级 。
扫描隧道显微镜可以用来观察及定位单个原子 , 其分辨率能够达到0.1纳米 , 能够将原子放大数亿倍 。扫描隧道显微镜上有一个很尖的探针 , 探针的针尖尖到只有一个原子 。当探针在样品表面扫描时 , 针尖和样品的电子云会发生重叠 , 此时在针尖和样品间加上一个电压就会有电子逸出 , 在针尖和样品间形成隧道电流 。电流的大小与电压及针尖到样品的距离有关 , 样品表面原子的凹凸不平就能够通过电流反映出来 , 电流信息经过处理后即可将原子的形象展示出来 。
【把人放大一亿倍,芯片放大一亿倍】原子内部是原子核和电子 , 深入到这个层面物质的波动性便非常明显 。初中时学过的原子模型中 , 电子是绕着原子核转动 , 而实际上电子没有轨道的概念 。甚至电子等粒子也没有形状的概念 , 科学家们测出的粒子的直径并非是真正的直径 , 而是它们直径的上限 。科学上往往用电子云描述电子可能出现的位置 , 目前看一个粒子并不能像一个篮球那样有表面、边界这样的概念 , 目前并不能回答需要将粒子放大多少倍才能看到它 , 也没有显微镜能够将粒子放大后供人类观察 。
一个原子放大1亿倍就是一个宇宙?那我们就生活在其中吗?
如果站在我们人类的角度 , 这原子放大1亿倍显然不能和宇宙划等号 。比如一个氢原子 , 0.1纳米 , 放大1亿倍后 , 也不过直径1厘米 , 大小相当于一个玻璃弹珠——然而你应该看不到它的 , 因为原子又是由原子核和外围旋转的电子组成 , 原子核的直径只有原子的十万分之一 , 电子就更小了 , 这就意味着它们形成的原子放大1亿倍你也根本看不到 。
推荐阅读
- 晚清巨富盛宣怀,盛宣怀后人
- 苹果人工客服联系方式,支付宝客服人工服务电话是多少的我找了半天找不到啊
- 纯种斯塔福犬多少钱,让人着迷的斯塔福犬
- 理财业务,商业银行发展个人理财业务属于商业银行的什么业务
- 理财315平台,315贵金属投资骗局客户需要怎样的方法办把骗的钱找回来
- 下载社保掌上通查询 手把手教您查社保
- 老罗做手机
- 只願有一個人把你寵的像小孩?
- 中国海洋大学本科招生信息网,2021中国海洋大学本科招生人数
- 山东潍坊6月各地房价,2018年6月