任何显微镜都“看”不到原子?那原子照片咋来的?


第一,原子可以理解为一个概念性的东西,也可说是“原子模型”,这个模型就好比一个定律,你做实验时,实验结果和现实中的事物都符合这个模型所描述的要点恰符合这个定律或这个猜想。再拿“细胞”来做对比,细胞是是实物,是科学家直接观测而命名,所以原子不是因为微观而不能被观测,而是其本身就不可观测,物可被观测,你怎么观测概念呢?

第二,人类的肉眼不可能直接看到原子。人眼能看到东西,需要有光线进入人眼。原子的直径太小,远远小于可见光的波长。这个实验也只是间接地转化成可见光,人类才能看见。就像无数个叠加一起,才看见。任然不是单个原子。

第三,隧道显微镜看到的不是什么真实原子,是知道那个范围有原子存在,但长啥样不知道,根据想象画的示意图,就象发现那地下有地雷,但不知道地雷啥样,只是在那地表插了个小旗做为标志,所以概念不要搞错,否则会引起误导,还让人真以为能看见原子,所以仔细参考下隧道显微镜的原理。

第四,可见光下的视觉是电子释放能量的波长也在可见光频谱范围内。我们看到的原子就是原子核外层电子在释放电磁波。原子能看到,但原子核无论用什么方法都是看不见的,因为它不在视觉原理范围内。

第五,显微镜无法直接“看”到原子,因为原子的尺寸非常小,远小于光学显微镜和传统电子显微镜的分辨率。然而,科学家们通过一些先进的技术手段实现了对原子尺度的成像。①电子断层成像术(AET):这种技术基于单一投影方向上的系列欠焦高分辨透射电子显微图像和出射波重构技术,辅以特定的三维重构算法,可以在原子尺度上获得材料的三维结构。②电子层析三维重构技术:这是电子显微术与计算机图像处理技术相结合的结果,能够解析材料的三维结构,包括纳米甚至原子尺度的细节。③原子探针层析(APT):这种技术能够对固体材料的元素组成进行三维的原子尺度上的分析,是研究多组分复杂固体材料的重要手段。④扫描透射电子显微镜(STEM):利用这种技术,科学家们可以观测到金原子内部电场的分布情况,进一步证明了其在原子尺度上的应用能力。⑤高分辨率电子显微镜:在20世纪70年代出现的超高分辨率电子显微镜使人们能够直接观察原子。尽管传统显微镜无法直接“看”到原子,但通过上述先进技术的应用,科学家们已经能够实现对原子尺度的成像和研究。这些技术的发展极大地推动了材料科学、物理学和化学等领域的发展。

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