本文目录一览:
- 1、如果把原子放大10亿倍,将会看到什么?
- 2、10亿倍显微镜下的原子
- 3、把原子放大到十亿倍后会怎样?
- 4、把原子放大无数倍就是另外一个宇宙吗?
- 5、用放大多少倍的显微镜才能看到亚原子粒子?
- 6、放大多少倍可以看到原子核,电子显微镜能看到多小的粒子?
- 7、显微镜想要看原子内部,究竟需要放大多少亿倍?
- 8、电子显微镜能够看到原子吗
- 9、一亿倍显微镜可观测原子 可调整原子排列制作新材料
- 10、电子显微镜放大多少倍可以看到原子核?
如果把原子放大10亿倍,将会看到什么?
我们将会看到另一个宇宙,一个人类现如今还没有认知的新型宇宙。我们都知道,现如今人类科技水平已经随着时间的推移而突飞猛进,日新月异,自从现代科学横空出世以来,人类在百余年内,取得了令所有古人都想象不到的突破;
但是,对我们来说,还是有着许许多多的未解之谜在等待我们验证和探索。所谓“大千世界,无奇不有”,我们都知道,原子是构成物质的基本属性之一,作为微观物质的他们,一同组成了我们的宏观宇宙。
假如把原子放大十亿倍,乃至一百亿倍,我们将会发现什么呢?这是一个非常有趣的话题。实际上,以目前人类的科技水平而言,最高尖端的显微镜,也不过能放大百万倍而已,放大“十亿倍”,是远远做不到的。
但是随着我们生物研究越来越深入,很多学者都逐渐意识到了,原子和宇宙,确实有千丝万缕的联系。近期,美国哥伦比亚大学生物系教授韦恩,在《自然科学》杂志中刊登的论文中表示,他发现一个“令人震惊的事实”。
这个事实是什么?原子内部放大到一定的程度,就是一个小型宇宙,内部的构造,和我们所看到的宇宙也极为相似。从他提供的图像上显示,原子内部,不仅有着一个又一个的“星球”,“星系”,甚至连“黑洞”都清晰的展现出来了。
这意味着什么?或许在更高维度的生物看来,我们所处的宇宙,就是一个“原子”。而且,小编觉得这也能解释“费米悖论”,为什么人类目前还没有发现外星文明的问题。
这些外星文明,很有可能依靠先进的技术,进入了“原子”内部,因为,里面的资源,是取之不尽,用之不竭的!
如果把原子放大十亿倍,会看到里面充满了成千上万排列整齐的质子和中子。因为原子就是由质子和中子按照一定的排列顺序组合而成的,质子和中子在原子内部进行活跃游动。
将会看到一个星系的模型。因为原子是由原子核和围绕着它转的电子构成,像极了一个宏观的星系。
将会看到星系一样的场景,原子核里面的质子就像行星一样,在原子内旋转着,肯定很壮观。
首先,这种如果没必要,你放大不了,就很多影视里有巨型蚂蚁蜘蛛,那不科学,它的结构不允许那么大。再者,就算是观察者缩小10亿倍比例去看原子,也一定不像他们说的像星系,电子不是行星那样盘状运行,而是在各自轨道上的电子云,它是费米子,而中子质子由胶子结合,是玻色子,它们又是由更小的夸克组成,一点都不像太阳系好吗
如果把原子放大10亿倍,将会看到什么?
首先我要说一下:什么原子?原子是一种物理概念,是指在化学反应中不可再分的一种基本微粒,学过化学的都知道原子在化学反应中是不可以分割的。如果把原子放在物理学中,并且把它处于物理状态,原子是可以分割的,原子是由原子核以及围绕原子核运动的核外电子组成,原子它可以构成一般的物质的最基本单位,我们化学中通称为元素。目前已知的元素共有118种,包括天然元素以及人工合成元素,因此,原子具有核质结构。在任何物质中都含有原子,并且原子一直在做永不停息的无规则运动。
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上面笔者所说:原子是非常非常小的一种微粒。原子包括负原子以及正原子,负原子的原子核通常是带负电,周围的负电子显正电,而正原子则恰恰相反。我们摸着的物体都是不显电性的,是因为当质子数与电子数相同的时候,这个原子就是显电中性,也就是正负电相抵,从而不显电性。我们可以根据质子数和中子数的数量的不同来判断原子的种类,质子数它决定了该原子属于哪一种元素?而中子确定了该原子是这种元素的哪一个同位素!同位素是我们高中化学中所学的,原子其实是哲学上具有本体论意义的一种抽象概念,随着科学的发展,从抽象概念转变为科学的理论!
02
也许许多人想知道,如果把原子放大10亿倍的话,将会看到什么?其实,我们将会看到另一个宇宙,可能是一个人类还未
发现的一种新型的宇宙。大千世界无奇不有,我们都知道原子是构成物质的基本属性之一,是一种微观的物质微粒,他们在一起会组成一个宏观的神秘宇宙。
03
以目前的科技水平,人们很难把原子放大十亿倍,就算是世界上最高尖端的显微镜,也不过只能把原子放大到百万倍而已,如果要把原子放大到十亿倍的话,是远远做不到的。总而言之,把原子放大到十亿倍,就会形成一种小型的宇宙,内部的结构和我们所见的宇宙结构相似,或许在其他外星生物看来,我们所处的宇宙可能就是一个原子,人类还没有发现外星文明的一些问题!
04
综上所述。笔者认为:我们所生活的宇宙就像一个小小的原子,首先我们要清楚地认识原子之间是有非常强的结合力,想把原子单个单个地分开,是万万不可能的。原子就像足球场上的一个小小的蚂蚁那么大,现在我们人类所能探究到的东西是非常非常少的,宇宙世界变化末端,需要我们一点一点地探索。以上仅是笔者的个人看法,欢迎您评论补充!
10亿倍显微镜下的原子
想要看得远就要使用望远镜,大型天文望远镜能够让人们观测无边无际的宇宙,而要观测微小的物品,除了常见的放大镜以外,显微镜成为了人们的必备工具。世界上最大倍数的显微镜已经能够观测到原子核的内部,看见里面电子的结果,微观世界给人们一次次的震撼。
现今世界上最大倍数的显微镜是扫描隧道电子显微镜,这种显微镜起步就是一亿倍显微镜,能够观测更加清晰的原子表面。其就是通过探测样品表面的隧道电流信号,然后将信号生成为图片供人们研究。
这种扫描隧道电子显微镜在1981年被发明之后,就受到了科学家的追捧,相比起以前的透射电子显微镜。扫描隧道电子显微镜的分别率更高,并且透射电子显微镜也仅仅只能够探测样品的表明,并不能够更深入的了解原子。
当然在当时也有场离子显微镜和场发射电子显微镜,两者都能够做到清晰的而研究原子表面,但是研究的样品却需要下大功夫。样品需要放置超细的针尖上面,并且样品还需要承受住超高强度的电场,于是一些达不到要求的样品就不能够进入深入的研究。
之后在扫描隧道电子显微镜出现后,科学家对原子的研究更加的舒适,基本上大部分原子都能够被扫描隧道电子显微镜观测。可以说扫描隧道电子显微镜的适应性是很高的,而且其分辨率又是提高了一个台阶。
把原子放大到十亿倍后会怎样?
我们将会看到另一个宇宙,一个人类现如今还没有认知的新型宇宙。我们都知道,现如今人类科技水平已经随着时间的推移而突飞猛进,日新月异,自从现代科学横空出世以来,人类在百余年内,取得了令所有古人都想象不到的突破;
但是,对我们来说,还是有着许许多多的未解之谜在等待我们验证和探索。所谓“大千世界,无奇不有”,我们都知道,原子是构成物质的基本属性之一,作为微观物质的他们,一同组成了我们的宏观宇宙。
假如把原子放大十亿倍,乃至一百亿倍,我们将会发现什么呢?这是一个非常有趣的话题。实际上,以目前人类的科技水平而言,最高尖端的显微镜,也不过能放大百万倍而已,放大“十亿倍”,是远远做不到的。
但是随着我们生物研究越来越深入,很多学者都逐渐意识到了,原子和宇宙,确实有千丝万缕的联系。近期,美国哥伦比亚大学生物系教授韦恩,在《自然科学》杂志中刊登的论文中表示,他发现一个“令人震惊的事实”。
这个事实是什么?原子内部放大到一定的程度,就是一个小型宇宙,内部的构造,和我们所看到的宇宙也极为相似。从他提供的图像上显示,原子内部,不仅有着一个又一个的“星球”,“星系”,甚至连“黑洞”都清晰的展现出来了。
这意味着什么?或许在更高维度的生物看来,我们所处的宇宙,就是一个“原子”。而且,小编觉得这也能解释“费米悖论”,为什么人类目前还没有发现外星文明的问题。
这些外星文明,很有可能依靠先进的技术,进入了“原子”内部,因为,里面的资源,是取之不尽,用之不竭的!
把原子放大无数倍就是另外一个宇宙吗?
我觉得把原子无限放大就会变成另一个宇宙,因为现在原子的结构还能细分下去,这就证明原子内部可能还存在着我们未知的东西,这些东西很有可能就是另一个宇宙。
因为原子本身是很神奇的一种物质,将其放大无数倍过会发现原子内部也有自己的构造,所以说把原子放大无数倍就是另外一个宇宙。
原子放大无数倍,就是另外一个宇宙了。毕竟这样我们看到别的世界,有很多的微小生物,它们的世界特别微妙。
把原子放大到无数倍会不会发现另一个宇宙?现在网络上充斥着这种问题。“一花一世界,一叶一菩提”,本来是佛教中蕴含的一种哲学观点,里面有辩证法的成分,就是说再小的事物,也有世界的缩影在里面,可以帮助人们在认识世界的时候,不要忽略小的地方,全满思考问题。
这些哲学观点是世界观和方法论,可以一定程度的知道我们认识世界。但一些人哲学没学好,倒把这些属于方法论的说法强加在了自然科学里面,就大错特错了。
如果一直这样的钻牛角尖下去,就会变得神神叨叨,害己害人。
比如这个问题,本身就既不眼睛又不科学。
把原子放大无数倍,这个无数倍是多少倍?我们知道当把一个物质放大到若干倍时,就可以看到物质结构、分子,在放大若干倍就看到了原子,而看不到分子;在放大很多倍就看到了原子的内部结构更小层次,那时候就不是原子了。
把原子放大无数倍,会不会发现一个世界,与把一座山、一个星球放大无数倍有什么区别呢?
这是因为“无数”这个词就很不严谨。无数是多少?这个世界有可以用无数衡量的事物吗?
生活中可以这样随意夸张,什么无数、无限、无穷呀。但对于科学来说,这种事物在自然界是极少的。
因为宇宙也不是无限无穷的,而是有限的、有始有终的。
现代科学早就摒弃了静态宇宙观,大爆炸宇宙模型已经成为科学界公认的标准模型。
静态宇宙观认为宇宙从来就是这个样子,无始无终无边无际。
自从发现了宇宙膨胀,一系列的证据表明,宇宙一直是在膨胀的,宇宙从很早之前是由一个零点开始的,到现在年龄约138.2亿岁,而且宇宙终有老时,尽管还有很多亿年。
这就说明宇宙也是有始有终,有大有小的。
这就是大爆炸宇宙模型。
既然宇宙都不能用无限,这个世界上还有什么无穷无数的事物吗?有,就是宇宙没有开始前,还没有我们认知的时空之前,一个奇点。
这个奇点体积无穷小,曲率无限大,密度无限大,温度无限高。
这个无穷和无限就是无数的意思。说这个奇点是无数的,是因为奇点不是我们这个世界能够解释的,我们现在已知一切物理理论到奇点处都失效。
现代量子力学认为奇点是从另一个时空膨胀突出过来的,是突然出现的,从一个没有体积的量子泡沫中出现的。
既然“没有”,只能用无穷小来描述。
而本问题把原子放大无数倍,是多少被?难道要放大到比宇宙还大?
宇宙现在的可观测直径约930亿光年,还有不可观测宇宙目前人类无法了解,到底多大不知道。
但不知道并不能用无数或者无限去形容,理论推断的结果只能是有限。有始有终就是有限。
亚原子级的微观世界是完全与宏观世界不一样的世界。量子力学研究的深入,越来越发现微观世界完全与人类的生活常识不一样,如果用生活常识或宏观规律去套、去理解亚原子领域,是错误的。
这个错误已经经历了百年的验证。
这个错误爱因斯坦也坚持了几十年,一直到它去世依然坚持着,但现在被证明是错的。
量子理论的奠基人之一薛定谔是爱因斯坦的同盟军,也反对量子力学中的测不准定律和不确定性原理,弄了一个“薛定谔的猫”来讽刺哥本哈根派的这些理论,结果讽刺了自己。
“薛定谔的猫”是薛定谔1935年提出的,一个有关猫生死叠加著名思想实验,是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的一个推演。
这只倒霉的猫被关在一个密闭的盒子里,里面有一个装有毒药的小瓶子,有一个锤子有电子开关控制,电子开关由放射性元素控制,放射性元素发生衰变,就会触动开关,敲碎毒药瓶子,毒死这只猫。
但放射性元素衰变是有概率的,有50%机会衰变或不衰变,因此从外面人看来,猫是被毒死了呢,还是活着呢,就不知道了。
这样这只猫只能处于既死又活的叠加态,只有打开盒子,才能够知道猫是死是活。
这个实验告诉人们,除非观测,否则一切都无法确定。
道理很简单,但解释却完全不一样。对于“薛定谔的猫”实验的解释,形成了科学界两个派别的大争论。
以波尔、海森堡为代表的的哥本哈根派认为,量子力学才能够完美的解释微观世界运动规律。在量子世界,一切都是不确定的,只能够用波函数来描述。
在没有打开盒子前,猫只能是概率波的方式存在,只有打开盒子观测时,量子波函数才会瞬间坍塌,出现了猫的本证态。
这就是微观粒子具有的波粒二象性,是不确定性原理和测不准定律的体现。当不观测时,猫是以波的叠加混沌状态存在,一旦观测,就以粒子的状态存在。
注意,不是观测“知道”了猫的死活,而是“决定”了猫的死活。这就是所谓观测导致了“波函数突然塌缩”。
而反对量子力学不确定性原理的爱因斯坦、薛定谔等人,认为“上帝不会掷骰子”,猫这种不死不活的状态在没有打开盒子前就已经决定的,而不是观测才突然确定的,不承认这种非本证态的“猫”说法。
他们认为宏观领域的客观规律不以人意志为转移,而这个猫既死又活的状态违背了宏观的逻辑思维。量子力学之所以具有这些随机状态,是因为理论还不完备,一些“隐变量”没有被发现,随着发现的深入,就会避免掉这些不确定性和随机性。
这种争论一直到这一代科学家都去了天国,也没有结束。但毫无疑问,这种争论促进了量子力学的发展,量子力学根据这些反对派提出的问题,不断的深入研究,发现了越来越多的量子特征,得到了越来越多的证据支撑,由此,哥本哈根派成为正统量子力学理论一脉。
说了这么多历史争议,就是为了说明微观世界不是用宏观世界的一些规律来解释的,更不是凭着吃饭拉屎的一点常识就能够扯淡的。
现代物理学认为,原子是由原子核和核外电子组成,原子核又由中子和质子组成,中子为中性不带电荷,质子带正电荷,电子带负电荷,质子的正电荷数与电子的负电荷数相等,因此原子呈现出电中性。
进一步研究发现中子和质子又是由夸克组成,在进一步研究,发现夸克是无法单独存在的,处于强相互作用力限制的“夸克禁闭”状态。
那么物质还可以分下去吗?目前的理论是夸克无法从质子中分离出来,那以后会不会还能够分下去呢?谁也不知道。
但这些已经是量子力学的研究范畴。早期原子模型是行星模型。
何谓行星模型?就是像太阳系一样,原子核就是太阳,围绕着原子核的电子就像一颗颗行星,在不同轨道上公转。
这也是很多人至今以为原子就是小的天体系统,所以一直放大下去,会有一个个天体系统出来,一个原子就是一个世界的想法就是从这而来,也是这个问题的根源所在。
量子力学的发展,越来越证明微观亚原子世界完全与宏观世界不一样的规律,不是人们想象中的样子。
现代电子显微镜可以把物体放大10亿倍,就能够看到原子的样子,就是说一个个球样,根本不像太阳系可以一眼望穿看到太阳那样的看到原子核。
量子理论的不确定性原理认为,粒子具有波粒二象性,无法确定其真实的位置,因此电子在原子核外是以弥散性云雾态存在,它们随机的出现在轨道层面的任何地方。
微观世界是组成宏观世界的根本,但与宏观世界有着完全不同的性质和运动规律。
虽然现在还有许多问题没有弄清楚,但量子力学已经发现和揭示了很多亚原子世界内在机制,科学技术人员正在把这些发现和规律用于我们的社会生活,对社会发展和人们生活提升产生了重要作用。
事实证明,一切胡思乱想毫无根据的臆断,都对社会发展不但无益而有害。相信科学,才能减少愚昧,促进社会进步,也会更让自己幸福。
就是这样,欢迎讨论,谢谢阅读。
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用放大多少倍的显微镜才能看到亚原子粒子?
人能够看到物体是因为物体发出或反射的光进入了人眼的缘故。透镜能够使光发生折射,继而让人看到放大、缩小或扭曲的像。利用透镜观察放大的物体可能有上千年的历史,16世纪末有人发现将两个凸透镜放在合适的位置能够将物体放大很多倍。17世纪时科学家制造出了真正意义的显微镜,并被用来观察细胞、微生物等。
光有波动性,遇到比较小的障碍物会发生明显的衍射。光经过一个很小的障碍物时可能会绕过它,即使被它反射后也容易扩大为一个光斑。当要观察的两个位置过于接近时,两个位置反射的光斑会有很大部分发生重叠,这样就看不清要观察的物体,这就是光学显微镜的衍射极限。一般而言光学显微镜的分辨极限为0.2微米,换算成放大倍数大约在2000倍附近。中学生物课上用到的显微镜就是光学显微镜,一般最多放大几百倍,即使超过了1000倍视野也会变得非常暗。一些电商宣扬他们的光学显微镜能够放大五千倍甚至数万倍,那种放大并不能提高分辨率,没有任何意义。
可见光的波长范围大约是390纳米至760纳米,波长越短衍射现象就越不明显。物质具有波动性,电子的波长要比可见光的波长小很多,用电子代替光制作的显微镜就是透射电子显微镜。随着技术的突破,透射电子显微镜的分辨能力也在逐步提高,目前分辨极限可达0.2纳米,到了原子直径的数量级。
扫描隧道显微镜可以用来观察及定位单个原子,其分辨率能够达到0.1纳米,能够将原子放大数亿倍。扫描隧道显微镜上有一个很尖的探针,探针的针尖尖到只有一个原子。当探针在样品表面扫描时,针尖和样品的电子云会发生重叠,此时在针尖和样品间加上一个电压就会有电子逸出,在针尖和样品间形成隧道电流。电流的大小与电压及针尖到样品的距离有关,样品表面原子的凹凸不平就能够通过电流反映出来,电流信息经过处理后即可将原子的形象展示出来。
原子内部是原子核和电子,深入到这个层面物质的波动性便非常明显。初中时学过的原子模型中,电子是绕着原子核转动,而实际上电子没有轨道的概念。甚至电子等粒子也没有形状的概念,科学家们测出的粒子的直径并非是真正的直径,而是它们直径的上限。科学上往往用电子云描述电子可能出现的位置,目前看一个粒子并不能像一个篮球那样有表面、边界这样的概念,目前并不能回答需要将粒子放大多少倍才能看到它,也没有显微镜能够将粒子放大后供人类观察。
目前还看不到。次原子粒子又称亚原子粒子,指结构比原子更小的粒子。所有原子都是由更小的“次原子”粒子所组成,包括电子、质子与中子。粒子物理学中研究的所有的物体都遵守量子力学的规则,它们都显示波粒二象性,根据不同的实验条件它们显示粒子的特性或波的特性。
在物理理论中,它们既非粒子也非波,理论学家用希尔伯特空间中的状态向量来描写它们,详细的理论基础请参见量子场论。但按照粒子物理学的常规在这篇文章中这些物体依然被称为“粒子”,虽然这些粒子也具有波的特性。所知的所有基本粒子都可以用一个叫做标准模型的量子场论来描写。标准模型是粒子物理学中最好的理论,它包含47种基本粒子,这些基本粒子相互结合可以形成更加复杂的粒子。
虽然如此大多数粒子物理学家相信它依然是一个不完善的理论,一个更加基本的理论还有待发现。这段时间发现的中微子静质量不为零是第一个与标准模型出现偏差的实验观测。欧洲粒子物理实验室的科学家测量到了运动速度超过光速的亚原子粒子,如果发现得到证实,将颠覆爱因斯坦的相对论即物理学界的基础。起初科学家们对此现象深表怀疑,但是经过重重谨慎的试验,各个工序均无错误。
爱因斯坦提出的狭义相对论称,在真空环境中,宇宙中没有任何物质的运动速度可以超过光速。这已经成为人们理解宇宙和时间的理论依据,同时也是现代物理的理论基础之一。如果真的证实这种超光速现象,其意义十分重大,整个物理学理论体系或许会因之重建。
光学显微镜是绝对不可能看得到亚原子粒子的,电子显微镜还需要放大200万倍,才能看的到分子的运动,所以显微镜是看不到亚原子粒子的,甚至原子都看不到。
要想看到亚原子粒子,就需要显微镜最大倍数放大到300万倍,才能够通过观察看到亚原子粒子,由此可见亚原子粒子是多么的渺小。
目前是观测不到的,按照现在的技术,电子显微镜也只是能看到一些分子原子,亚原子目前看不到。
10万亿倍左右吧,因为如果你想把原子核扩大到 1毫米大小,你需要增加 100 倍以上的 100亿倍。如果你想扩大到 1厘米的尺寸,你需要增加 1000 倍以上的 100亿倍,这样,显微镜需要达到 1000亿 ~ 10万亿倍。目前的光学显微镜是一种观察传统细菌的望远镜,它的放大倍数最多只能达到 1600 ~ 2000 倍,更不用说原子了,还有病毒。
由于光学望远镜的分辨率仅为 200 ~ 300nm,病毒的大小一般在几十到 100nm之间, 而原子大小为 0.1nm,则更加不可见。现代电子显微镜的最大放大倍数约为 300万倍,约为光学望远镜的 1500 倍,最小分辨率约为 0.2nm。
因此,我们几乎看不到原子的近似外观,但它只是一个相对模糊的图像,不是很清楚。原子被放大 300万倍有多大?10 ^-10/3000000 = 0.0003 米,即 0.3毫米。这种原子图像在人眼的视野中仍然是看不见的。只有当图像被显示器放大时,才能看到原子的一般外观。
然而,原子核的直径比原子的电子壳的直径小 100000 倍。因此,在现代电子显微镜的放大倍数中看到原子核是远远不够的。当然,显微镜的放大倍数不能这么简单地理解。仍然有许多复杂的因素来决定解决方案。这里只是一个一般的参考。
关于以上的问题今天就讲解到这里,如果各位朋友们有其他不同的想法跟看法,可以在下面的评论区分享你们个人看法,喜欢我的话可以关注一下,最后祝你们事事顺心。
放大多少倍可以看到原子核,电子显微镜能看到多小的粒子?
原子直径的理论数量级约10^-10m,也就是100亿分之一米,放大100亿倍,原子看起来就有1米直径。不要以为放这么大就可以看清原子内部了,还早着呢。
所谓原子内部就是原子核,原子核由中子和质子组成。原子核直径的数量级为10^-15m,也就是说比原子直径还要小10万倍。那么这个原子直径有1米了,再小10万倍有多小呢?只有0.01mm,也就是百分之一毫米,10个微米。人的眼睛能够看到最小的张角约0.07毫米,看到的这个原子核还是在人肉眼分辨极限以下,更别说看到内部了。
如果看到的这个原子核有1毫米大,理论上应该能够计算出里面最简单原子核里面的质子和中子了,如氢、氦、锂、铍、硼、碳等,里面的质子只有1~6个,这些元素如果中子与质子相当还可能能够看出,复杂一点的同位素或重原子核根本无法看清楚。
如果放大后相当1厘米大小,大概是可以看出重元素原子核内部情况了吧?我们看一下需要放大多少倍。如果要把原子核放大到1毫米大小,就需要比100亿倍再加100倍,要放大到1厘米大小,就需要在100亿倍基础上再增加1000倍,这样显微镜就需要达到10000亿~100000亿倍。
现在的光学显微镜,就是那种经典传统看细菌的望远镜,放大倍数最高只能达到1600~2000倍,不要说看原子,就是看病毒也无法看到。因为光学望远镜的分辨率只有200~300nm,一般病毒大小在几十到100nm之间;而原子尺寸在0.1nm,就更看不到了。
现代电子显微镜最大放大倍数在300万倍左右,是光学望远镜的约1500倍,最小分辨率约0.2nm,因此勉强可以看到原子大致的样子,但只是一个的较为模糊的图像,看得并不很清楚。原子放大了300万倍有多大呢?10^-10/3000000=0.003m,就是3个毫米,这个原子图像在人眼视界里有3个毫米大小,已经够大了,通过显示器放大,就能够看到原子的大致样子。
但原子核则比这个原子的电子外壳直径还要小100000倍,因此,现代电显微镜放大倍数要看到原子核里面还是远远不够的。
当然,显微镜的放大倍数并不能这么简单理解,分辨率多少还有很多复杂的因素确定,这里只大致给出一个参考。显微镜的种类很多,如光学显微镜就有暗视野显微镜、相位差显微镜、荧光显微镜、偏光显微镜等等;电子显微镜有透射电子显微镜、扫描电子显微镜、扫描隧道显微镜、原子力显微镜等等。
显微镜放大倍数和分辨率受到很多因素影响,如透镜质量、机械装配质量等多方面因素,都可以影响显微镜的分辨率和放大倍数。但即便透镜和机械装置做得再完美,最终显微镜放大倍数和分辨率也不是无限的,最终受到入射光源波长限制。
这是因为人观察事物完全依赖光,也就是说物体必须发出光或者得到光的照射,人眼才能够看到,不管是光学显微镜还是电子显微镜,都必须有一个光源入射,被观测物体才能够被“看到”。当被观测物体小于入射波段的一半时,就不会被观测到。
这里说的光是广义的光,包括可见光和不可见光,就是指电磁波谱全频段。电磁波由无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线组成。可见光只占据整个电磁波谱中窄窄的一小段,波段约在380~760nm之间;比可见光波长更短的紫外线,波长在10~380nm之间;X射线波长在0.001~10nm之间;伽马射线在0.001nm以下,最短可达10^-20m以下。
光学显微镜是以可见光为光源观测物体的,因此最高分辨率只能达到约200nm,而电子显微镜一般是用电子束扫描或透射的,电子束的波长随着能量(电压)加大而缩短,当电压为50~100kv时,波长约为0.0053~0.0037nm之间。
电子显微镜不是通过人眼直接观察看到的物体的,更贴切的说应该是靠“摸”,电子束或者X射线、伽马射线轰击到被检测物体上,把“摸”到的信号记录下来或收集起来,这种信号有透射物体时“感受到”的物体形态,或发射到物体上被激发出的次级电子辐射形态,通过电脑分析成像用显示屏显示出来。
目前的电子显微镜分辨率可以达到0.2nm甚至更高,就可以把原子的样子描述出来。
理论上,如果用伽马射线作为光源照射物体,分辨率还能够达到更高,因为伽马射线的波长可短至10^-20m以下,也就是0.00000000001nm以下,但微观粒子位置和动量受不确定性原理限制,无法同时确定其位置和动量,也就是说无法准确的观测它们,又叫测不准定律。
亚原子粒子,也就是比原子更小的粒子受量子力学测不准定律约束,无法准确同时测到其位置和动量,这是由于微观粒子的基本特性所决定,也是由于观测所需要的光所决定。
电磁波有个特性,就是波长越短,频率越高,能量越大。而观测越小的物体,所需要的波长就越短,因此能量就越大。这就形成了一个无法解决的矛盾:本来观察越小的物体越要小心翼翼别“惊动”它,才能够看清它的样子,但需要更小的波长才能够看到它,所给出的能量越大,对它的“惊动”只能越大。
这一点点能量打在宏观物体上面可能九牛一毛,完全可以忽略不计,但打在一个质子或电子身上,哪怕只是一个光子,也会给它很大的一个动量,这个被观测物体就很可能永远没办法确定位置了。
微观粒子具有波粒二象性,既是粒子,又以概率波的形式存在,如我们观测原子,永远也看不到单个的电子,只能以电子云的形式出现。因此人类对微观世界基本粒子的理解都只能通过理论间接理解。科学家们通过大型对撞机对一些微观粒子的碰撞,观测它们的轨迹和极其细微的质量和电荷变化,然后通过模型把它们刻画出来,迄今还没有任何办法直接观测到。
所以,所谓放大多少亿倍能够看到原子核内部的问题,至少从目前的人类 科技 能力来看还是不切实际的。
就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。
显微镜想要看原子内部,究竟需要放大多少亿倍?
40亿倍可以看到原子核内部,光学显微镜是我们进入微观世界的必要工具,但它并不是万能的。根据其光学结构和可见光波段的波长范围,其极限放大倍数是有限的,光学显微镜的极限放大倍数显微镜的放大倍数是由物镜和目镜的不同组合决定的,但极限放大倍数与物镜无关,这与肉眼可见的可见光范围有关。
普通光学显微镜的放大倍数可以通过以下经验公式表示,r≈λ/2R是物体的最小可分辨距离,Λ是入射光的波长,如果我们计算出肉眼能看到的紫光上限和380纳米 紫外波长上限,大约为190纳米 ,如果我们根据肉眼的极限分辨率为0.2毫米时的极限分辨率25毫米进行计算,则放大倍数为:D=0.2/190×10^6=约1050倍现代光学显微镜的极限分辨率约为1500-2000倍。
因为显微镜的等效视觉距离与肉眼的视觉距离不同于25毫米,增加这种放大是没有意义的,因为视野中有黑暗,而且无论入射光有多亮,它都是无用的,因为它已经是肉眼可见的最大波长的一半,无论放大倍数有多大,无效理论的放大率将大大增加。
因为x射线波的波长更短,其波长在0.001~10纳米范围内可以满足较高的放大要求,但X不能在光学玻璃透镜上完成折射放大,其折射放大过程由波带板完成,我们中国有句不错的谚语,一朵花就是一个世界,一叶就是一个菩提,即使它是一粒不起眼的沙子,里面也可能隐藏着一个完整的世界。
关于显微镜想要看原子内部究竟需要放大多少亿倍的问题,今天就解释到这里。
电子显微镜能够看到原子吗
不能.你首先得要放弃原子是一个个坚实小球的传统想法.电子显微镜一类的东西“看”到所谓微粒并不是真实的原子,而是一种测量效应,如同隔着红膜看白纸一样,所见到的红色其实并不是纸的真实颜色.
如果要真实的看到原子内部结构,是需要使用透射电镜的扫描透射成像,但一般扫描透射分辨率比较差,现在只有最高端的几款透射电镜可以看到原子的分布。
电子显微镜,简称电镜,是根据电子光学原理,用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜,使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。
原子(atom)构成化学元素的基本单元和化学变化中的最小微粒,即不能用普通的化学变化再分的微粒。原子由带正电的原子核和带负电的核外电子组成,原子核非常小,它的体积约为整个原子体积的几千万亿分之一,但原子质量的 99.95%以上都集中在原子核内。质量很小的电子在原子核外的空间绕核作有规 律的高速运动,原子核和核外电子相互吸引,组成中性的原子。在科学昌盛的20世纪,科学家已经能够利用场发射显微镜直接观察到原子图像,这是证明原子存在的最有力的证据。原子核(英语:Atomic nucleus)是原子的组成部分,位于原子的中央,占有原子的大部分质量。组成原子核的有中子和质子。当周围有和其中质子等量的电子围绕时,构成的是原子。原子核极其渺小,如果原子是一座大厦的大小,那么原子核只像有大厦里的一张桌子那么大。
可以看到原子。
电子显微镜技术的应用是建立在光学显微镜的基础之上的,光学显微镜的分辨率为0.2μm,透射电子显微镜的分辨率为0.2nm,也就是说透射电子显微镜在光学显微镜的基础上放大了1000倍。
电子显微镜由镜筒、真空装置和电源柜三部分组成。
镜筒主要有电子源、电子透镜、样品架、荧光屏和探测器等部件,这些部件通常是自上而下地装配成一个柱体。
扩展资料
电子显微镜按结构和用途可分为透射式电子显微镜、扫描式电子显微镜、反射式电子显微镜和发射式电子显微镜等。
透射式电子显微镜常用于观察那些用普通显微镜所不能分辨的细微物质结构;扫描式电子显微镜主要用于观察固体表面的形貌,也能与X射线衍射仪或电子能谱仪相结合,构成电子微探针,用于物质成分分析;发射式电子显微镜用于自发射电子表面的研究。
分辨能力是电子显微镜的重要指标,电子显微镜的分辨能力以它所能分辨的相邻两点的最小间距来表示,即称为该仪器的最高点分辨率:d=δ。分辨率越高,即d的数值(为长度单位)愈小,则仪器所能分清被观察物体的细节也就愈多愈丰富,也就是说这台仪器的分辨能力或分辨本领越强。
单就放大率(magnification)而言,是指被观察物体经电子显微镜放大后,在同一方向上像的长度与物体实际长度的比值。这是两条直线的比值,有人将放大率理解为像与物的面积比,这是一种误解,势必引起概念上的混淆和计算方法与结果上的混乱。
参考资料来源:百度百科-电子显微镜
一亿倍显微镜可观测原子 可调整原子排列制作新材料
人类总是一个永不停歇的生命,自从科技爆发以来,人类对于自然的探索是永无止境的,前面说的世上最高倍显微镜用来观测微观世界。而这种基本上都是一亿倍显微镜,其能够观测到肉眼看不到的原子。
一亿倍显微镜 现代说起一亿倍显微镜,基本上都是指扫描式的隧道望远镜,只有它才能够扫描出微小物质原子的外形。如果是普通的光学显微镜是观测不到原子的,因为原子在肉眼下是隐形的,只有通过这种电子显微镜才看的到。
在日常生活中人们之所以看不到原子,是因为肉眼可见光波范围是包括原子大小的东西的,而且光线到了原子表面后不会被反射。那怕再好的光学显微镜放大一亿倍也是看不见的。
除了像电子显微镜对原子发射一种特俗的波长,这种波长能够从原子上面反射回来。然后系统在接收反写回来的信号之后,通过计算软件算出原子的外形特征和其它数据。
中国电子显微镜的发展 在电子显微镜上我国一支落后于欧美发达国家,在1965年时期先辈们节衣缩食弄出第一台投射式电子显微镜。这种电子显微镜为我国的两弹一星工程立下了汗马功劳,后来随着我国和美国的交好。
计算机也开始进入到我国,计算机参与到电子显微镜之中,我国的电子显微镜金额到能够分辨6NM的时代。之后我国改革开放,人们逐渐有钱开始大力发展电子显微镜了。
但是美国在成为超级大国之后,就一直将中国视为未来的威胁,联合、欧洲、日本等拥有先进电子显微镜技术的国家,对中国进行技术封锁。于是我国人们只有自己努力创新,用一个个电子显微镜的新技术打破这种技术封锁。
现今我们已经能够造出这种一亿倍显微镜,除了部分零件需要进口以外,电子显微镜基本上有了话语权。不过在顶尖的电子显微镜上,我国还是处在落后位置上,所以我们要风气直追,在微观的世界中实现弯道超车。
电子显微镜放大多少倍可以看到原子核?
如果想要看到原子核需要用到可以放到50倍的电子显微镜,因为原子核是一种物质,这种物质本身就很小,我们用肉眼是看不见的。
至少要放大300万倍才可以看到原子核的,因为原子核是属于微观粒子,体积是非常小的。
首先要知道最大放大倍率超过300万倍,所以电子显微镜就能直接观察原子点阵
150万倍,而且这还不算看的最清楚的,具体要看原子核大小为例。电子显微镜的最大放大率是 300万倍以上,所以通过电子显微镜,我们可以直接观察晶体中一些重金属的原子和排列整齐的原子晶格。另一种孔径光栅显微镜可以看到原子芦山的真面目。这是通过孔径光栅显微镜拍摄铁原子的视频。孔径光栅显微镜可以区分原子。
它类似于隧道扫描显微镜用来检测原子的探针,除了用直射光代替探针以照亮样品表面之外,这是一个不同的原理,一个隧道效应和另一个原子光谱效应。原子光谱是由原子中电子在能量变化时发射或吸收的一系列波长的光组成的光谱; 它还分布着光谱和吸收光谱。
原子中的电子可以处于许多不同的运动状态,每种状态都有一定的能量,在一定条件下,每个能级上分布的原子数是一定的,大多数原子处于能量最低的状态,即基态。许多原子可以从能量较低的状态跳到能量较高的状态,称为激发态,当一束白光照射在样品表面时。
物质中的原子会吸收一些频率的光并从低能级跃升至高能级,样品表面将从基态跳到激发态,不断激发原子中的电子跃迁,从而发光形成原子光谱,然后通过孔径光栅成像,原子谱给出了原子内能级分布和能级间跃迁概率的信息,是原子结构的反映,由结构决定,频谱和结构之间存在一对一的对应关系,原子光谱是研究原子结构的重要方法,也可用于定性和定量分析。
关于以上的问题今天就讲解到这里,如果各位朋友们有其他不同的想法跟看法,可以在下面的评论区分享你们个人看法,喜欢我的话可以关注一下,最后祝你们事事顺心。