Πώς μπορεί ο επιστήμονας να παρατηρήσει τα άτομα;
1. Μικροσκοπία:
* Μικροσκόπιο σήραγγας σάρωσης (STM): Αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί μια απότομη άκρη για να σαρώσει την επιφάνεια ενός υλικού. Η άκρη έρχεται πολύ κοντά στην επιφάνεια, επιτρέποντας στα ηλεκτρόνια να "σήραγγα" σε όλο το χάσμα. Με τη μέτρηση του ρεύματος σήραγγας, οι επιστήμονες μπορούν να δημιουργήσουν εικόνες μεμονωμένων ατόμων.
* μικροσκόπιο ατομικής δύναμης (AFM): Παρόμοια με το STM, το AFM χρησιμοποιεί μια απότομη άκρη για να σαρώσει μια επιφάνεια. Ωστόσο, μετρά τη δύναμη μεταξύ της άκρης και της επιφάνειας, αποκαλύπτοντας την τοπογραφία του υλικού σε ατομικό επίπεδο.
2. Φασματοσκοπία:
* περίθλαση ακτίνων Χ (XRD): Αυτή η τεχνική περιλαμβάνει τον βομβαρδισμό ενός δείγματος με ακτίνες Χ και την ανάλυση του προκύπτουσας περίθλασης. Το πρότυπο αποκαλύπτει τη διάταξη των ατόμων μέσα στο υλικό.
* διάθλαση ηλεκτρονίων: Παρόμοια με το XRD, αλλά χρησιμοποιώντας ηλεκτρόνια αντί για ακτίνες Χ.
* Φασματοσκοπία φωτοηλεκτρονίου (PES): Αυτή η τεχνική περιλαμβάνει τη λάμψη του φωτός σε ένα δείγμα και την ανάλυση των εκπεμπόμενων ηλεκτρονίων. Τα ενεργειακά επίπεδα των εκπομπών ηλεκτρονίων παρέχουν πληροφορίες σχετικά με την ηλεκτρονική δομή των ατόμων.
3. Άλλες τεχνικές:
* Πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός (NMR): Αυτή η τεχνική εκμεταλλεύεται τις μαγνητικές ιδιότητες των ατομικών πυρήνων για να μελετήσει τη δομή και τη δυναμική των μορίων.
* φασματομετρία μάζας: Αυτή η τεχνική μετρά τον λόγο μάζας προς φόρτιση των ιόντων, επιτρέποντας στους επιστήμονες να εντοπίσουν τους διάφορους τύπους ατόμων που υπάρχουν σε ένα δείγμα.
* επιταχυντές σωματιδίων: Αυτά τα ισχυρά μηχανήματα μπορούν να επιταχύνουν τα σωματίδια σε πολύ υψηλές ενέργειες, επιτρέποντας στους επιστήμονες να μελετήσουν τα θεμελιώδη δομικά στοιχεία της ύλης.
Είναι σημαντικό να σημειώσετε:
* Ακόμη και με αυτές τις προηγμένες τεχνικές, οι επιστήμονες δεν μπορούν να "δουν" ένα άτομο με την παραδοσιακή έννοια. Αντ 'αυτού, συλλέγουν δεδομένα που τους επιτρέπουν να συμπεράνουν την παρουσία και τη διάταξη των ατόμων.
* Κάθε τεχνική παρέχει διαφορετικές πληροφορίες σχετικά με τα άτομα και τις ιδιότητές τους. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν συχνά πολλαπλές τεχνικές για να αποκτήσουν μια πληρέστερη κατανόηση του ατομικού κόσμου.
Αυτές οι μέθοδοι επιτρέπουν στους επιστήμονες να διερευνήσουν τον συναρπαστικό κόσμο των ατόμων, αποκαλύπτοντας τα μυστικά της ύλης στις μικρότερες κλίμακες.
