2018-09-28 20:09:08 佚名

飛龍在天9783

答：隧道掃描顯微鏡和原子力顯微鏡，可以“看到”原子；但本質上說，原子是不可見的，我們看到的原子圖像，都是計算機模擬出來的。

由於原子的尺度是在太小（10-9m），一般光子的波長已經遠遠大於該尺度；所以在微觀世界，光並不能“照亮”原子，或者說原子沒有形狀和顏色的說法。

但是我們的確看過，隧道掃描顯微鏡拍攝到的原子圖像，從隧道掃描顯微鏡的原理上說，我們並非看到原子，而是儀器“觸摸”出原子的形狀，再用計算機模擬出來的。

因為在微觀世界，量子力學的不確定性原理將不能忽略，所以原子並沒有明顯邊界，也沒有顏色的屬性。

取而代之的是基本作用力，隧道掃描顯微鏡和原子力顯微鏡的原理就是這樣的。

利用超靈敏的探頭去感知原子周圍的力場分佈，然後巧妙地把效應進行放大，從而得出原子附近的力場分佈，然後計算機根據力場分佈模擬出原子的形狀。

比如下圖，就是隧道掃描顯微鏡下，銅原子的模擬圖：

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艾伯史密斯

人類是不能直接看到原子的，但藉助科學儀器，可以看到原子。這個科學儀器就是掃描隧道電子顯微鏡。

中國科學院的物理研究所就有這種掃描隧道電子顯微鏡，我曾經去看過那個儀器。這個隧道顯微鏡是不是放在隧道里的，而是放在一個減震平臺上——要隔絕北京北四環附近的汽車的車流等震動的影響。

那麼，隧道到底是什麼意思呢？其實，這裡的隧道說的是量子力學的“隧道效應”。這個效應說的是微觀粒子本來是翻不過一個勢壘的，但可以通過藉助真空的能量突然翻過勢壘，然後出現在勢壘的另一側。

那麼，掃描隧道電子顯微鏡是如何實現的呢？我們把一個金屬板放在隧道顯微鏡下面，然後上面放一個探頭。探頭與金屬板之間的距離是納米級別。這個時候，金屬板上的電子可以通過隧道效應飛出金屬板，進入探頭裡。這樣我們就可以看到原子的大概樣子了

。網絡可以查到用掃描電子隧道顯微鏡拍攝的這些原子的照片，有的原子排成了ibm三個字，還有的原子排成了“中國”兩個字。

瀟軒

肉眼是看不到的，只能藉助先進的科學儀器檢測，然後模擬出原子圖像等。看下面這幅動圖

其實這是一部只有242幀的電影裡的畫面，名字叫做“男孩和他的寵物原子”。沒錯，你看到的那些點點，都是原子。比如那個寵物，是兩個點，實際上那是一氧化碳分子。

這是怎麼做到的呢？就是用掃描隧道顯微鏡完成的，這種顯微鏡除了開頭說的可以“觀察到原子”之外，還能去移動它們。

想要達到“觀察”的目的，重要原理就是量子力學中的“隧道效應”。當探針和物體表面足夠近時（納米級），導致兩者的波函數有疊加，就能讓電子從原子竄到探針，形成所謂的隧道電流，這時候你將探針進行平移，那麼由於表面結構的存在，接收的隧道電流大小就會變化（或者也可以保持電流大小不變，也即是讓探針的高度時刻變化），

很顯然有了這數據，計算機就能模擬出排布圖像。

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賽先生科普

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準確地說無法看到原子。“看”是可見光被人眼接收對事物產生的認知，比如可見光直接進入人眼或者通過顯微鏡和望遠鏡進入人眼。原子的大小都遠小於可見光的波長，所以原子是無法看到的。不能看到但我們可以觀測到原子，通過觀測的信息變換成可視的圖形，就當作我們看到了原子。就像核磁共振成像，觀測和反饋都不是可見光的反射，只是最終結果是可見光圖像而已。