铜原子那么微小,是怎么观察到的(使用电子观察)
2025-02-21 05:00:46阅读量:11 字体:大 中 小

光学显微镜是用可见光制成的,它的波长在390 - 780纳米之间(注:可见光的波长比原子的直径大得多。因此,当可见光遇到原子时,会有明显的衍射,在我们眼中是模糊的,根本拍不清楚。科学家们选择了电子。因为电子具有“波”和“粒子”的双重属性(即波粒二象性),并且具有非常短的波长(量级为10^-12 m),所以它们是观测原子的好候选者。
由于分辨率为0.01纳米,为了解决这个问题,格尔德·宾宁与斯坦福大学的卡尔文·库尔特合作Quate在1985年发明了原子力显微镜(AFM)。原子力显微镜还需要非常精细的探针,探针位于一个对力的变化极其敏感的微悬臂端,因为原子之间存在相互作用(如范德华力),所以当探针扫描单个原子的不同部位时,微悬臂端会产生轻微的波动或振动,对检测到的数据进行可视化处理,就可以得到原子的形状。
需要注意的是,虽然原子力显微镜(AFM)比扫描隧道显微镜(STM)的应用范围更广,但由于技术限制,目前AFM的精度还不如STM。
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