* 解像度制限: 光顕微鏡は、サンプルを光で照らし、サンプルを通過するか、サンプルから反射する光を拡大することで機能します。光顕微鏡の解像度は、使用される光の波長によって制限されます。 解決できる最小のオブジェクトは、使用される光の波長の約半分です。
* 原子のサイズ: 原子は、ナノメートルの順序で非常に小さくなっています。可視光の波長は、原子のサイズ(数百ナノメートル)よりもはるかに大きいです。したがって、光波は原子の周りに単純に回折し、それらを視覚化するのに十分な詳細を提供しません。
原子を見るために必要なもの:
原子を見るには、光顕微鏡よりもはるかに小さなスケールでオブジェクトを解決できるツールが必要です。
* 電子顕微鏡: これらの顕微鏡は、光の代わりに電子のビームを使用します。電子は光よりもはるかに短い波長を持ち、はるかに高い解像度を可能にします。電子顕微鏡を使用して、個々の原子を画像化できます。
* スキャントンネル顕微鏡(STM): これらの顕微鏡は、鋭い金属先端を使用して材料の表面をスキャンします。先端は表面の非常に近くに持ち込まれ、「トンネリング」と呼ばれる量子の機械的効果により、電子は先端と表面の間を流れることができます。電流の流れが測定され、この情報は表面の画像を作成するために使用されます。 STMは、個々の原子を画像化し、操作するために使用できます。
要約: 原子は、日常生活で使用する光顕微鏡で見るには小さすぎます。物質のこれらの小さな構成要素を視覚化するには、電子顕微鏡やスキャントンネル顕微鏡などの特殊なツールが必要です。