Μπορούν τα άτομα να παρατηρηθούν από ένα μικροσκόπιο;
* Μέγεθος: Τα άτομα είναι απίστευτα μικρά, μετρώντας μόνο λίγα angstroms σε διάμετρο (ένα Angstrom είναι 0,1 νανόμετρα). Αυτό είναι πολύ μικρότερο από το μήκος κύματος του ορατού φωτός, το οποίο είναι περίπου 400-700 νανομέτες.
* Όριο περίθλασης: Τα μικροσκόπια βασίζονται στο φως για να δημιουργήσουν εικόνες. Το όριο περίθλασης του φωτός υπαγορεύει ότι τα αντικείμενα μικρότερο από το ήμισυ του μήκους κύματος του φωτός δεν μπορούν να επιλυθούν. Δεδομένου ότι τα άτομα είναι πολύ μικρότερα από το μήκος κύματος του ορατού φωτός, θολώνουν μαζί και γίνονται αδιάκριτα.
Ωστόσο, υπάρχουν εξειδικευμένες τεχνικές που μας επιτρέπουν να "βλέπουμε" άτομα έμμεσα:
* Μικροσκόπιο σήραγγας σάρωσης (STM): Αυτό το μικροσκόπιο χρησιμοποιεί μια αιχμηρή μεταλλική άκρη για να σαρώσει μια επιφάνεια. Με τη μέτρηση του ρεύματος κβαντικής σήραγγας μεταξύ της άκρης και της επιφάνειας, μπορεί να δημιουργήσει εικόνες μεμονωμένων ατόμων.
* μικροσκόπιο ατομικής δύναμης (AFM): Αυτό το μικροσκόπιο χρησιμοποιεί έναν μικροσκοπικό ανιχνευτή για να σαρώσει μια επιφάνεια. Ο ανιχνευτής συνδέεται με ένα πρόβολο, το οποίο κάμπτεται ή εκτρέπει καθώς αλληλεπιδρά με την επιφάνεια. Με τη μέτρηση της παραμόρφωσης, το AFM μπορεί να δημιουργήσει εικόνες μεμονωμένων ατόμων.
* ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης (TEM): Αυτό το μικροσκόπιο χρησιμοποιεί μια δέσμη ηλεκτρονίων για να φωτίσει ένα δείγμα. Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόνια έχουν πολύ μικρότερο μήκος κύματος από το ορατό φως, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επίλυση πολύ μικρότερων αντικειμένων, συμπεριλαμβανομένων των μεμονωμένων ατόμων.
Έτσι, ενώ δεν μπορούμε να δούμε άμεσα άτομα με παραδοσιακό μικροσκόπιο, αυτά τα εξειδικευμένα εργαλεία μας επιτρέπουν να απεικονίσουμε και να μελετήσουμε τη ρύθμιση και τη συμπεριφορά τους.
