人类是不能直接看到原子的,但借助科学仪器,可以看到原子。这个科学仪器就是扫描隧道电子显微镜。
中国科学院的物理研究所就有这种扫描隧道电子显微镜,我曾经去看过那个仪器。这个隧道显微镜是不是放在隧道里的,而是放在一个减震平台上——要隔绝北京北四环附近的汽车的车流等震动的影响。
那么,隧道到底是什么意思呢?其实,这里的隧道说的是量子力学的“隧道效应”。这个效应说的是微观粒子本来是翻不过一个势垒的,但可以通过借助真空的能量突然翻过势垒,然后出现在势垒的另一侧。
那么,扫描隧道电子显微镜是如何实现的呢?我们把一个金属板放在隧道显微镜下面,然后上面放一个探头。探头与金属板之间的距离是纳米级别。这个时候,金属板上的电子可以通过隧道效应飞出金属板,进入探头里。这样我们就可以看到原子的大概样子了。网络可以查到用扫描电子隧道显微镜拍摄的这些原子的照片,有的原子排成了ibm三个字,还有的原子排成了“中国”两个字。
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