电子显微镜为什么观察不到原子的真实模样?

题目

电子显微镜为什么观察不到原子的真实模样?
通过电子显微镜观察到的原子图像,其实是原子的衍射图像,而并非是原子的真实模样,原子的真实模样连电子显微镜都无法观察得到.用什么方法可以观察到原子的真实模样?

答案

一、首先解释下什么是衍射,所谓衍射就是波在遇到障碍物时,绕过该障碍物,偏离直线传播的这么一种现象.可以想象假如可见光发生了衍射,那么我们的肉眼就观察不到障碍物了.发生明显衍射的条件是障碍物尺寸跟波长相近甚至小于,所以我们的光学显微镜只能观察到远大于可见光波长尺度上的物体.为了能够观察到更微小的物体,我们发明了电子显微镜,用频率更大波长更短的高速电子流来代替可见光.
而高速运动的电子流具有波粒二象性,即具有波的性质,也会发生衍射现象,那么电子显微镜所能够观察到的最小尺度就局限于这种高速电子流的波长.我们知道原子的直径是非常小的,以至于比电子流的波长更小,所以我们用电镜是无法直接观察到原子的.
二、现在有一种扫描隧道显微镜可以直接观察到原子.