Прямое наблюдение микромира

Раздел: 
Русская Химия

7. Прямое наблюдение микромира

Сложное вещество характеризуется составом атомов и тем, как эти атомы прилегают друг к другу.

Поставим перед собой задачу увидеть эту картину с такой подробностью, чтобы можно было рассмотреть каждый атом в отдельности.

Невооружённым глазом сделать это мы не можем, так как атомы слишком малы. Но и обычные микроскопы, работающие с видимым светом, тоже не помогут нам. Видимый свет – слишком грубое средство для рассмотрения атомов. Длина световой волны в тысячу раз больше размера среднего атома.

Крупные предметы мы видим потому, что они отражают направленный на них свет всей своей поверхностью.

Атомы отражают луч света только теми своими короткими участками вихревых шнуров, которые колеблются с частотой упавшего на них луча. Именно этим определяется цвет вещества. Всё остальное у атома свет не отражает, и поэтому рассмотреть его прямым наблюдением с использованием обычного света – невозможно.

Это всё равно как пытаться в свете автомобильных фар ночью в полной темноте рассмотреть едущего далеко впереди велосипедиста: мы видим только отражения катафотов (светоотражателей) его велосипеда и ничего кроме.

Более пригодны для рассмотрения микромира – электронные микроскопы; в них вместо света используются потоки электронов. Электроны отражаются всей поверхностью атома, и, казалось бы, проблема прямого рассмотрения отдельных атомов решена, но возникает следующая трудность – увеличение изображения. В результате электронный микроскоп даёт размытое изображение рассматриваемого участка.

Приблизительно те же возможности имеются у рентгеновских микроскопов, работающих на основе рентгеновских лучей.

Есть иной путь представления атомов – компьютерное моделирование. В идеале можно было бы получить пространственные изображения атомов и их сочленений. Но насколько точно принятые компьютерные модели соответствуют действительности – сказать трудно.

И наконец, есть третий путь – томография, тоесть объединение микроскопных и компьютерных средств. Размытые изображения микроскопов обрабатываются с помощью специальных вычислительных программ, и результат выносится на экран компьютера.

Таким образом можно рассмотреть любое вещество в мельчайших, атомных подробностях: и из каких атомов это вещество состоит, и как эти атомы соединяются между собой.

К оглавлению                Назад        обсуждение        Далее                Следующий раздел или книга