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科学者が個々の原子を見ることができる理由は何ですか?

科学者は、私たちが日常のオブジェクトを見る方法で個々の原子を実際に *見ることはできません。原子は小さすぎて、最も強力な光顕微鏡でも解決するには分解できません。ただし、それらは原子を間接的に観察および研究することができます さまざまなテクニックを通して:

1。スキャントンネル顕微鏡(STM):

*この手法は、鋭い金属製のチップを使用して、材料の表面をスキャンします。

*先端が原子に十分に近づくと、トンネリングと呼ばれる量子機械的現象が発生し、小さな電流が先端と原子の間を流れるようにします。

*この電流を測定することにより、科学者は表面を原子分解能とマッピングできます。

2。原子力顕微鏡(AFM):

* AFMはSTMに似ていますが、電流を使用する代わりに、カンチレバービームに取り付けられた小さなプローブを使用します。

*プローブは材料の表面と相互作用し、カンチレバーを偏向させます。

*このたわみはレーザービームによって測定され、再び原子分解能で表面の画像を作成するために使用されます。

3。電子顕微鏡(TEMおよびSEM):

*これらの技術は、電子のビームを使用してサンプルを照らします。

*電子は原子とは異なって相互作用するため、科学者はサンプルの構造と組成に関する情報を取得できます。

*原子を直接画像化するものではありませんが、これらの技術はナノメートルサイズの構造や個々の分子の詳細な画像を提供することができ、科学者に原子の世界を垣間見ることができます。

4。 X線回折(XRD):

*この手法では、X線を使用して、結晶内の原子の配置を調べます。

*散乱X線のパターンは、結晶格子内の原子の位置を明らかにし、結晶構造に関する情報を提供します。

5。分光技術:

* X線光電子分光法(XPS)などのさまざまな分光技術は、光または粒子と原子の相互作用を利用して、電子構造、化学環境、さらには特定の同位体の存在に関する情報を提供します。

これらの手法は、文字通りの意味で原子を「見る」ものではないことを覚えておくことが重要です。それらは、原子と光または粒子のプローブまたはビーム間の相互作用を測定し、それらの測定を使用して原子の特性と配置を推測しています。

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