Dość precyzyjnie
można
"policzyć" atomy za pomocą promieniowania Röntgena: uginają się one na
płaszczyznach
kryształu, jak światło na rowkach płyty CD. Im gęściej ułożone są
atomy,
tym bardziej odległe są od siebie plamki na ekranie.
Są i inne
sposoby
na liczenie atomów (wyznaczenie liczby Avogadro, czyli Loschmidta). Na
przykład,
z szybkości opadania zawiesin w cieczy* (J.Perrin) lub z szybkości ich
ruchów
brow(ar)nianych** (A. Einstein).
Dziś możliwy
jest
też sposób "na palcach": prowadząc paluchem po powierzchni kryształu.
Tylko
że palec musi być odpowiednio mały i precyzyjny. Takim paluchem może
być
ostry czubek wolframowej igły - jak zahacza o atom (lub raczej się do
niego
zbliża), to się trochę igła ugina. Poproś na Politechnice, to Ci
pokażą***.
* Rozkład cząsteczek zawiesiny o masie m
w funkcji wysokości h jest określony przez wyrażenie e-mgh/kT,
gdzie stała Bolztmanna k=R/NA
** czy raczej, "ruchów Browna"
***Mikroskopem sił atomowych (Atomic Force Microscope) produkcji
Politechniki
Łódzkiej dysponuje PG. Pierwsze mikroskopy sił atomowych
powstały w latach osiemdziesiątych.
Podczas pomiaru mierzy się siłę działającą między atomami próbki a
ostrzem
mikroskopu. Delikatna złota folia jest zaopatrzona w diamentowe ostrze.
Wychylenia
folii w miarę skanowania są rejestrowane przez umieszczony za nią drugi
mikroskop
tunelowy. Możliwe jest zmierzenie wychyleń rzędu 10-2Å i sił
w zakresie 10-6 - 10-13
N. Dla porównania energia wiązania
jonowego wynosi 10 eV, czemu przy odległości 0,16 Å odpowiada siła 10-7.
Trudnością w budowie mikroskopu sił atomowych jest powierzchniowa
zdolność
rozdzielcza, która zbliża się do kilkudziesięciu A w zależności od
kształtu
i promienia ostrza mikroskopu.
