Γιατί οι επιστήμονες πρέπει να χρησιμοποιούν ειδικά intruments για να μελετήσουν τα άτομα;
* Μέγεθος: Τα άτομα είναι απίστευτα μικροσκοπικά, μετρώντας μόνο λίγα angstroms σε διάμετρο (ένα Angstrom είναι ένα δέκα δισεκατομμύριο ενός μέτρου). Για να το θέσουμε σε προοπτική, τα ανθρώπινα μαλλιά είναι περίπου 100.000 φορές παχύτερα από ένα μόνο άτομο.
* Αόρατο: Τα άτομα δεν είναι ορατά ακόμη και με τα πιο ισχυρά μικροσκόπια φωτός. Τα ελαφρά κύματα είναι απλά πάρα πολύ μεγάλα για να αλληλεπιδράσουν με κάτι τόσο μικρό όσο ένα άτομο.
Εδώ είναι το πώς τα ειδικά όργανα βοηθούν τους επιστήμονες να μελετήσουν τα άτομα:
* Μικροσκόπια:
* ηλεκτρονικά μικροσκόπια: Αυτά τα μικροσκόπια χρησιμοποιούν δοκούς ηλεκτρονίων αντί για φως. Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόνια έχουν πολύ μικρότερο μήκος κύματος από το φως, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία εικόνων μεμονωμένων ατόμων.
* Μικροσκόπια σήραγγας σάρωσης (STMS): Αυτά τα μικροσκόπια χρησιμοποιούν μια πολύ απότομη βελόνα για να σαρώσουν την επιφάνεια ενός υλικού. Με τη μέτρηση του ηλεκτρικού ρεύματος μεταξύ της βελόνας και της επιφάνειας, τα STMs μπορούν να δημιουργήσουν απίστευτα λεπτομερείς εικόνες μεμονωμένων ατόμων.
* φασματόμετρα:
* φασματόμετρα μάζας: Αυτά τα όργανα αναλύουν τη μάζα και τη φόρτιση των ατόμων και των μορίων. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό διαφορετικών τύπων ατόμων και τον προσδιορισμό της αφθονίας τους.
* φασματοφωτόμετρα: Αυτά τα όργανα μετρούν πόσο φως απορροφάται ή εκπέμπεται από μια ουσία. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μελέτη της ηλεκτρονικής δομής των ατόμων και των μορίων.
* επιταχυντές σωματιδίων: Αυτά τα μηχανήματα επιταχύνουν τα φορτισμένα σωματίδια σε πολύ υψηλές ταχύτητες. Με τη σύγκρουση αυτών των σωματιδίων με άτομα, οι επιστήμονες μπορούν να μελετήσουν τα θεμελιώδη δομικά στοιχεία της ύλης.
Συνοπτικά, απαιτούνται ειδικά όργανα για να μελετήσουν τα άτομα επειδή είναι πολύ μικρά για να το βλέπουν με γυμνό μάτι και απαιτούν εξειδικευμένες μεθόδους για να αλληλεπιδρούν και να μετρούν τις ιδιότητές τους.
