假如显微镜想要看到原子内部，需要放大多少亿倍？

Question

如题所述

Answer 1

关于原子放大，你需要知道的第一件事就是你想用原子显微镜看到多少。原子由中心的一个原子核和一个额外的核电子组成。原子核带正电荷，电子带负电，因此整个原子不具有电性。电子在原子核中高速运动，而不是静止的。因此，不同原子中电子的数目不同，电子的运动方式也不同。当然，实际情况要复杂得多，由于波动性大，所以遇到小障碍时，会出现明显的衍射行为。一般来说，光学显微镜的分辨率极限为0.2μm，即放大倍数约为2000倍。中学生物课上使用的光学显微镜只能放大几百倍。如果超过1000次，视野就会变得模糊。

利用透镜观察被放大的物体可能已有几千年的历史，因此透镜可以使光发生折射现象，进而让人们看到放大、缩小或扭曲的图像。由于物质的挥发性，电子的波长远小于可见光的波长。随着科学技术的不断突破，瞬变电磁波的分辨能力逐渐提高。目前，分辨率极限为0.2nm，达到了原子直径的量级。

原子核和电子原子，深入到这个内部层次，物质的挥发性将非常明显。在我们研究过的原子模型中，电子总是绕着原子核旋转，但事实上，并没有传统的轨道概念。甚至电子和其他粒子也没有形状的概念。科学家测量的粒子直径不是真实的直径，而只是其直径的上限。

直到17世纪，科学家才制造出真正的显微镜，用来观察细胞和微生物。由于细胞的大小是微米级的，而人眼的分辨率是0.1mm量级，要达到可见细胞的基本条件，需要几百个数量级。原子本身的大小已经小于可见光的波长，所以即使只是“观察原子”，你也需要一个足够高端的显微镜。