Kann ein Lichtmikroskop die Molekülstruktur beobachten?
Die Molekülstruktur kann unter dem Elektronenmikroskop beobachtet werden; die Vergrößerung des Elektronenmikroskops kann das 15-Millionen-fache erreichen.
In den 1970er Jahren wurde das Transmissionselektronenmikroskop zu einem immer beliebteren Mikroskop. Seine Auflösung betrug etwa 3,3 Nanometer, und die menschliche Unterscheidungsfähigkeit lag bei etwa 0,1 Millimeter. Dies war der Beginn der Entwicklung des Elektronenmikroskops.
Im Jahr 1931 modifizierte ein deutscher Wissenschaftler ein Hochspannungsoszilloskop. Er modifizierte eine Kaltkathoden-Elektronenquelle und eine Kombination aus drei Elektronenlinsen. Er stellte fest, dass dieses Oszilloskop Objekte um ein Vielfaches vergrößern konnte. So erfand er das perspektivische Elektronenmikroskop. Mit der Erfindung des Hochspannungsoszilloskops bestätigte er der Welt auch die Vergrößerungsfunktion des Elektronenmikroskops.
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts erzielten US-Wissenschaftler in der Forschung neue Durchbrüche bei der Auflösung des Elektronenmikroskops und erreichten bald das moderne Niveau. Zu dieser Zeit erlebte das Elektronenmikroskop auch in China eine rasante Entwicklung.
Mittlerweile kann die Vergrößerung eines Elektronenmikroskops das 15-Millionen-fache erreichen, während die Vergrößerung eines optischen Mikroskops lediglich das 2,000-fache beträgt. Dies ist auch der Unterschied zwischen dem Elektronenmikroskop und dem optischen Mikroskop. Daher können wir den Zustand der Atome in den Metall- und Halbleiteratomen in einer klaren Anordnung direkt durch das Elektronenmikroskop beobachten.
Die Auflösung des Elektronenmikroskops ist der des optischen Mikroskops immer noch weit überlegen. Die Vergrößerung optischer Mikroskope beträgt etwa das 2- bis 1-fache, während moderne Elektronenmikroskope eine Vergrößerung von mehr als dem 3-Millionenfachen aufweisen, sodass Elektronenmikroskope die Atome bestimmter Schwermetalle und Kristalle in der sauber angeordneten Atompunktmatrix direkt beobachten können (beachten Sie, dass Sie unter dem Mikroskop nur die Anordnung der Atomstruktur von Molekülen sehen können, die molekulare Ebene ist nicht sichtbar. Was Sie unter dem Mikroskop sehen können, sind die kristallinen Formen unterschiedlicher Molekülkonfigurationen).
Aktuelle Mikroskope sind grundsätzlich nicht in der Lage, Moleküle zu erkennen, nicht weil die Vergrößerung nicht ausreicht, sondern weil die Auflösung optischer Mikroskope nicht ausreicht. Die aktuelle hochauflösende STORM-Technologie liegt wahrscheinlich bei etwa 20 nm, was bedeutet, dass Sie zwei Punkte sehen können, die mehr als 20 Nanometer voneinander entfernt sind, und das Bild, das Sie unter 20 Nanometern sehen, ist ein Fleck.
Moleküle liegen grundsätzlich mindestens im Nanometerbereich. Wenn Sie ein Elektronenmikroskop verwenden, ist das nicht gut. Die Vergrößerung eines Elektronenmikroskops kann bereits das 10.000-fache erreichen und die Auflösung eines Elektronenmikroskops liegt im Nanometerbereich. Gleichzeitig möchte ich Ihnen sagen, dass die Auflösung sehr wichtig ist. Wenn die Auflösung nicht erreicht werden kann, ist auch eine hohe Vergrößerung nutzlos.
