Kan atomer ses med et almindeligt lysmikroskop?

* Opløsningsgrænser: Lysmikroskoper fungerer ved at belyse en prøve med lys og derefter forstærke lyset, der passerer igennem eller reflekteres fra prøven. Opløsningen af ​​et lysmikroskop er begrænset af bølgelængden af ​​den anvendte lys. Det mindste objekt, der kan løses, er omkring halvdelen af ​​bølgelængden af ​​det anvendte lys.

* Størrelse på atomer: Atomer er utroligt små i størrelsesordenen nanometer. Bølgelængden af ​​synligt lys er meget større end størrelsen på et atom (hundreder af nanometer). Derfor diffracerer lette bølger simpelthen omkring atomer og giver ikke nok detaljer til at visualisere dem.

Hvad er der nødvendigt for at se atomer:

For at se atomer har vi brug for værktøjer, der kan løse objekter i meget mindre skalaer end lysmikroskoper:

* Elektronmikroskoper: Disse mikroskoper bruger bjælker af elektroner i stedet for lys. Elektroner har meget kortere bølgelængder end lys, hvilket muliggør meget højere opløsning. Elektronmikroskoper kan bruges til at forestille individuelle atomer.

* Scanning af tunnelmikroskoper (STM'er): Disse mikroskoper bruger en skarp metalspids til at scanne overfladen af ​​et materiale. Spidsen bringes meget tæt på overfladen, og en kvantemekanisk effekt kaldet "tunneling" gør det muligt for elektroner at strømme mellem spidsen og overfladen. Den aktuelle strøm måles, og disse oplysninger bruges til at skabe et billede af overfladen. STM'er kan bruges til at forestille sig individuelle atomer og endda manipulere dem.

Kortfattet: Atomer er for små til at blive set med de lysmikroskoper, vi bruger i hverdagen. Vi har brug for specialiserede værktøjer som elektronmikroskoper eller scanning af tunnelmikroskoper for at visualisere disse små byggesten af ​​stof.