1。間接的な観察:
* 分光法: 科学者は、原子によって放出または吸収される光を分析します。この光には、原子内の電子のエネルギーレベルに関する情報が含まれており、その構造と特性が明らかになります。
* X線回折: 結晶でX線を発射することにより、科学者は光線がどのように回折されるかを観察することができます(曲がっています)。このパターンは、結晶内の原子の配置を明らかにします。
2。ツールとテクニック:
* スキャントンネル顕微鏡(STM): この手法は、非常に鋭いチップを使用して表面を「スキャン」し、個々の原子の3D画像を作成します。
* 原子間顕微鏡(AFM): AFMは、点字を読んでいる盲人と同様に、小さなプローブを使用して表面を「感じる」。これは、原子レベルで表面の地形を明らかにします。
* 質量分析: この手法は、イオンの質量対電荷比に基づいてイオンを分離します。これにより、科学者はサンプルに存在するさまざまな原子と分子を特定できます。
3。数学モデルとシミュレーション:
* 量子力学: この理論は、原子レベルでの原子とその成分の挙動を説明しています。科学者はこのフレームワークを使用して、原子特性を予測および理解します。
* コンピューターシミュレーション: 科学者は、原子と分子のコンピューターモデルを作成して、その行動と相互作用をシミュレートします。これは、異なる環境で原子がどのように振る舞うかを理解するのに役立ちます。
要するに、科学者は、光、物質、およびそれらの相互作用に与える影響を分析することにより、原子を間接的に研究しています。 彼らは、実験的手法、理論モデル、洗練された機器の組み合わせを使用して、非常に小さな原子の世界を理解しています。