Introdução à observação de estruturas moleculares com microscópios ópticos
A estrutura molecular pode ser observada em microscópio eletrônico, que hoje tem ampliação de até 15 milhões de vezes.
Na década de 1970, a microscopia eletrônica de transmissão era um tipo popular de microscópio com resolução de cerca de 0,3 nanômetros, enquanto a resolução humana era de cerca de 0,1 milímetros, que foi o estado inicial do desenvolvimento da microscopia eletrônica.
Em 1931, um cientista alemão modificou um osciloscópio de alta-tensão combinando uma fonte de elétrons de descarga de cátodo frio e uma lente com três elétrons. Após a modificação, ele descobriu que o osciloscópio poderia ampliar objetos várias vezes. Assim, ele inventou o microscópio eletrônico de transmissão, e a invenção do osciloscópio de alta-tensão confirmou para o mundo a função de ampliação do microscópio eletrônico.
No início do século 20, cientistas americanos fizeram novos avanços no estudo da resolução dos microscópios eletrônicos, que rapidamente atingiram os níveis modernos. Nessa época, os microscópios eletrônicos também experimentaram um rápido desenvolvimento na China.
Hoje em dia, a ampliação dos microscópios eletrônicos pode chegar a 15 milhões de vezes, enquanto a ampliação dos microscópios ópticos é de apenas 2.000 vezes. Esta também é a diferença entre microscópios eletrônicos e microscópios ópticos. Portanto, podemos observar diretamente as condições atômicas nos metais e o arranjo perfeito dos átomos nos semicondutores através de microscópios eletrônicos.
A resolução dos microscópios eletrônicos ainda é muito superior à dos microscópios ópticos. A grande ampliação dos microscópios ópticos é de cerca de 2.000 vezes, enquanto os microscópios eletrônicos modernos têm uma ampliação de mais de 3 milhões de vezes. Portanto, através de microscópios eletrônicos, é possível observar diretamente a rede atômica bem organizada de certos átomos e cristais de metais pesados (observe que apenas o arranjo pode ser visto, e a estrutura atômica e o nível molecular não podem ser vistos claramente por microscópios eletrônicos. O que pode ser visto ao microscópio é a forma cristalina de moléculas com diferentes configurações)
Atualmente, os microscópios são basicamente incapazes de ver as moléculas com clareza, não porque a ampliação seja insuficiente, mas porque a resolução dos microscópios ópticos não pode ser alcançada. A atual tempestade de alta resolução é de cerca de 20 nm, o que significa que dois pontos separados por mais de 20 nanômetros podem ser vistos claramente, enquanto aqueles abaixo de 20 nanômetros aparecem como um aglomerado.
