- 相關(guān)推薦
原子為什么看到它這么困難
原子的質(zhì)量非常的小，是在化學(xué)反應(yīng)下不可再分的基本微粒。隨著科技的不斷進(jìn)步，人們對原子的認(rèn)識逐漸清晰起來，它的概念也被廣泛的接受了解，可是你們看到過原子嗎?為什么看到原子這么困難，相信許多朋友們都不太了解，下面就由小編來給大家解答一下疑惑吧。
從公元前約450年古希臘哲學(xué)家德謨克利特提出原子的設(shè)想，到近代化學(xué)的發(fā)展，人們對原子的認(rèn)識逐漸清晰起來，原子的概念也被廣泛接受，并成為近代化學(xué)的基石之一。然而，到了19世紀(jì)人們還沒有真實地“看”到原子，甚至原子是否真的存在還一度被人質(zhì)疑。1827年，蘇格蘭植物學(xué)家布朗發(fā)現(xiàn)水中的花粉在作不規(guī)則的抖動，這被稱為“布朗運動”。愛因斯坦對布朗運動做出了解釋，認(rèn)為是液體分子的不均勻碰撞引起的，這就成為了分子、原子存在的證據(jù)。到了20世紀(jì)初，隨著電子、質(zhì)子和中子的發(fā)現(xiàn)，人們對原子的認(rèn)識終于有了一個較完整的圖像。但是，原子仍然沒有被直接“看”到。
為什么看到原子這么困難呢?我們先了解一下“看”的過程，確切地講，是采用光學(xué)手段觀察的過程。我們看到一個物體是由于光在物體的表面發(fā)生反射后進(jìn)入肉眼或是觀測儀器。原子大約只有頭發(fā)絲粗細(xì)的100萬分之一那么大，比如氫原子的直徑大約是5納米。我們知道，光也是一種電磁波。可見光的波長范圍大約為400～700納米，這要比原子大得多了。對于波來說，如果遇到比它的波長還小的障礙物，就不會被反射，而是繞過障礙物繼續(xù)前進(jìn)，這種現(xiàn)象就是波的衍射�，F(xiàn)在很明顯了，光不能被一個原子反射，那么即使用倍數(shù)再高的顯微鏡，也無法看到!那么，原子真的就看不到了嗎?
一個直接的想法是，既然可見光的波長對于原子來說太大了，那么可以用更短的波長。量子力學(xué)告訴我們，一切粒子都可以有波動性質(zhì)，這被稱為物質(zhì)波，只不過物質(zhì)波的波長非常非常短。比如電子，它的物質(zhì)波波長只有原子大小的1/1000左右，一束電子打在原子上就像一束光照在我們?nèi)粘Ｉ钪衅胀ǖ奈矬w上一樣，可以從不同的角度被反射。這正是電子顯微鏡的原理。1931年，德國物理學(xué)家恩斯特·魯斯卡發(fā)明了第一臺透射電子顯微鏡。到目前，透射電子顯微鏡的分辨率已經(jīng)可以小于0.2納米。由于透射電子顯微鏡需要產(chǎn)生高速電子流，要求高電壓以及真空環(huán)境，并且需要電子穿透樣品，所以樣品還需要預(yù)先被切割成極薄的切片(約50納米)。
1981年，在IBM公司的蘇黎世實驗室里，瑞士物理學(xué)家海因里�！ち_雷爾和德國物理學(xué)家格爾德·賓寧發(fā)明了利用電子隧道效應(yīng)的掃描隧道顯微鏡�，F(xiàn)在的掃描隧道顯微鏡已經(jīng)可以達(dá)到0.1納米的分辨率。同時，掃描隧道顯微鏡并不需要很高的電壓，也不用工作在高真空環(huán)境中。
透射電子顯微鏡和掃描隧道顯微鏡的發(fā)明，使得人類第一次可以直接觀察到原子，成為物理、化學(xué)、生物、材料科學(xué)研究的有力工具。
【原子為什么看到它這么困難】相關(guān)文章：
中國原子反應(yīng)堆07-31
為什么會下冰雹04-18
為什么胃液是酸的06-05
為什么泥鰍要吐泡02-22
孔雀為什么要開屏11-11
為什么會產(chǎn)生酸雨03-16
為什么香蕉沒有籽11-12
為什么香油有香味07-31
為什么要接種疫苗03-29
為什么竹子中間是空心的06-12