10万亿倍左右吧,因为如果你想把原子核扩大到 1毫米大小,你需要增加 100 倍以上的 100亿倍。如果你想扩大到 1厘米的尺寸,你需要增加 1000 倍以上的 100亿倍,这样,显微镜需要达到 1000亿 ~ 10万亿倍。目前的光学显微镜是一种观察传统细菌的望远镜,它的放大倍数最多只能达到 1600 ~ 2000 倍,更不用说原子了,还有病毒。
由于光学望远镜的分辨率仅为 200 ~ 300nm,病毒的大小一般在几十到 100nm之间, 而原子大小为 0.1nm,则更加不可见。现代电子显微镜的最大放大倍数约为 300万倍,约为光学望远镜的 1500 倍,最小分辨率约为 0.2nm。
因此,我们几乎看不到原子的近似外观,但它只是一个相对模糊的图像,不是很清楚。原子被放大 300万倍有多大?10 ^-10/3000000 = 0.0003 米,即 0.3毫米。这种原子图像在人眼的视野中仍然是看不见的。只有当图像被显示器放大时,才能看到原子的一般外观。
然而,原子核的直径比原子的电子壳的直径小 100000 倍。因此,在现代电子显微镜的放大倍数中看到原子核是远远不够的。当然,显微镜的放大倍数不能这么简单地理解。仍然有许多复杂的因素来决定解决方案。这里只是一个一般的参考。
关于以上的问题今天就讲解到这里,如果各位朋友们有其他不同的想法跟看法,可以在下面的评论区分享你们个人看法,喜欢我的话可以关注一下,最后祝你们事事顺心。
人能够看到物体是因为物体发出或反射的光进入了人眼的缘故。透镜能够使光发生折射,继而让人看到放大、缩小或扭曲的像。利用透镜观察放大的物体可能有上千年的历史,16世纪末有人发现将两个凸透镜放在合适的位置能够将物体放大很多倍。17世纪时科学家制造出了真正意义的显微镜,并被用来观察细胞、微生物等。
光有波动性,遇到比较小的障碍物会发生明显的衍射。光经过一个很小的障碍物时可能会绕过它,即使被它反射后也容易扩大为一个光斑。当要观察的两个位置过于接近时,两个位置反射的光斑会有很大部分发生重叠,这样就看不清要观察的物体,这就是光学显微镜的衍射极限。一般而言光学显微镜的分辨极限为0.2微米,换算成放大倍数大约在2000倍附近。中学生物课上用到的显微镜就是光学显微镜,一般最多放大几百倍,即使超过了1000倍视野也会变得非常暗。一些电商宣扬他们的光学显微镜能够放大五千倍甚至数万倍,那种放大并不能提高分辨率,没有任何意义。
可见光的波长范围大约是390纳米至760纳米,波长越短衍射现象就越不明显。物质具有波动性,电子的波长要比可见光的波长小很多,用电子代替光制作的显微镜就是透射电子显微镜。随着技术的突破,透射电子显微镜的分辨能力也在逐步提高,目前分辨极限可达0.2纳米,到了原子直径的数量级。
扫描隧道显微镜可以用来观察及定位单个原子,其分辨率能够达到0.1纳米,能够将原子放大数亿倍。扫描隧道显微镜上有一个很尖的探针,探针的针尖尖到只有一个原子。当探针在样品表面扫描时,针尖和样品的电子云会发生重叠,此时在针尖和样品间加上一个电压就会有电子逸出,在针尖和样品间形成隧道电流。电流的大小与电压及针尖到样品的距离有关,样品表面原子的凹凸不平就能够通过电流反映出来,电流信息经过处理后即可将原子的形象展示出来。
原子内部是原子核和电子,深入到这个层面物质的波动性便非常明显。初中时学过的原子模型中,电子是绕着原子核转动,而实际上电子没有轨道的概念。甚至电子等粒子也没有形状的概念,科学家们测出的粒子的直径并非是真正的直径,而是它们直径的上限。科学上往往用电子云描述电子可能出现的位置,目前看一个粒子并不能像一个篮球那样有表面、边界这样的概念,目前并不能回答需要将粒子放大多少倍才能看到它,也没有显微镜能够将粒子放大后供人类观察。
目前还看不到。次原子粒子又称亚原子粒子,指结构比原子更小的粒子。所有原子都是由更小的“次原子”粒子所组成,包括电子、质子与中子。粒子物理学中研究的所有的物体都遵守量子力学的规则,它们都显示波粒二象性,根据不同的实验条件它们显示粒子的特性或波的特性。
在物理理论中,它们既非粒子也非波,理论学家用希尔伯特空间中的状态向量来描写它们,详细的理论基础请参见量子场论。但按照粒子物理学的常规在这篇文章中这些物体依然被称为“粒子”,虽然这些粒子也具有波的特性。所知的所有基本粒子都可以用一个叫做标准模型的量子场论来描写。标准模型是粒子物理学中最好的理论,它包含47种基本粒子,这些基本粒子相互结合可以形成更加复杂的粒子。
虽然如此大多数粒子物理学家相信它依然是一个不完善的理论,一个更加基本的理论还有待发现。这段时间发现的中微子静质量不为零是第一个与标准模型出现偏差的实验观测。欧洲粒子物理实验室的科学家测量到了运动速度超过光速的亚原子粒子,如果发现得到证实,将颠覆爱因斯坦的相对论即物理学界的基础。起初科学家们对此现象深表怀疑,但是经过重重谨慎的试验,各个工序均无错误。
爱因斯坦提出的狭义相对论称,在真空环境中,宇宙中没有任何物质的运动速度可以超过光速。这已经成为人们理解宇宙和时间的理论依据,同时也是现代物理的理论基础之一。如果真的证实这种超光速现象,其意义十分重大,整个物理学理论体系或许会因之重建。
光学显微镜是绝对不可能看得到亚原子粒子的,电子显微镜还需要放大200万倍,才能看的到分子的运动,所以显微镜是看不到亚原子粒子的,甚至原子都看不到。
要想看到亚原子粒子,就需要显微镜最大倍数放大到300万倍,才能够通过观察看到亚原子粒子,由此可见亚原子粒子是多么的渺小。