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原子をズームしていくと、突然原子核になるのでしょうか? 突然原子核と電子が見れるようになるのでしょうか?

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ThanksImg質問者からのお礼コメント

みなさんご回答ありがとうございます。 大変参考になりました。 ちょいと勉強してみようかなと思います。 もっと若い時に興味を持っていれば…。 趣味で地道に学習します。 ありがとうございました。

お礼日時:2008/2/12 2:37

その他の回答(6件)

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2008/2/10 1:51

仕事柄 毎日 電子顕微鏡を使っていますのでお答えします。 私が使っているタイプは 分解能が0.1nmです。(他にもありますが こんなもの) 例えば見えやすい金属の薄膜を拡大していきますと最初に転位線などが見え始めます。 これは数万倍で見えるヒビのようなものです。 次に100万倍くらいまで拡大すると(調整が下手な人が見ると 何も見えません) 原子の列を反映した 粒々が見え始めます。 細かいこと言うと 原子の粒ではなく 原子の串団子を串の方向から見た先頭の原子の団子です。 また 電子線が 原子配列で”干渉”して 成した像なので 原子 そのものを見ているとは言い難いです。 それ以上の倍率は 性能の限界で見えません。世界に10台程度しかない完成型のWCsコレクタ搭載の最新の顕微鏡でも 分解能は0.07nm程度なので 大差ない像です。 よって原子核とか陽子とか そういうレベルには世界は達していませんし 原理的に見えません。 アッ---電子が!!ってなれば面白いんでしょうけど 笑

光の波長より小さいものは光では見えないので、代わりに電子をぶつけて様子を調べてみましょう。 電子の速度が遅いときは、物体の表面で反射されて、表面の形がわかります。これが電子顕微鏡です。 電子の速度を上げると、原子にめり込むようになります。このときもともと回っていた電子を弾き飛ばします。 このとき出てくる電子の動きはややこしくて原子の形ははっきりしません。 でも、電子が抜けたところに再び電子が戻るときに光を出すのですが、その光によって電子の状態を知ることができます。 さらに速度を上げるとより内側の電子がはじき出され、紫外線やX線を出すようになります。 さらに上げると、ほとんど真っ直ぐ素通しになってしまいます。 でもごく一部の電子だけは大きな角度で跳ね返されます。 原子の中心にある重くてたくさんの電荷を持った原子核に跳ね返されるのです。 電子ではなくα線を使ったのが、有名なラザフォードの実験です。 さらに速度を上げると(このくらいになるとほとんど光速で速度は変わらなくなるので「エネルギーを上げる」といいますが) 原子核にめり込んで中の陽子に跳ね返されます。 さらにエネルギーを上げると陽子や中性子にもめり込んで中のクオークに跳ね返されます。 その先は…一体どうなっちゃうんでしょうね?

高分解能電子顕微鏡で見えているのはぼんやりとした雲状の電子です。 電子は地球が太陽の周りを廻っているように原子核の周りをまわっているわけではありません。 どんなに高分解能の顕微鏡ができたところで電子一個が粒子として観測されることはあり得ません(不確定性原理) 原子核の情報は電子顕微鏡で観測するのは不可能ですが、電子の代わりに中性子などを用いればある程度は観測できます。 原子核の内部までを直接観測することはできません。

原子単体が見える程の倍率に、スムーズにズームする事が可能なのかどうかわかりませんが、もし見えたとすると、陽子の周りを 電子がものすごい速さで回転してますので、薄い膜のように見え、その中を見る事ができたら、その向こうに原子核が見えるでしょう ね。なぜなら原子はすべての物質の元ですので、その構造の中に陽子、中性子、電子の「他のもの」は無いでしょうから。 参考の動画は、最初1m×1mの範囲(ミシガン湖あたりの公園?)のカップルのハイキングのランチタイムの所から、前半はその10倍 ごとの範囲にズームアウトし宇宙の果てまで、後半はその男性の手にズームインし原子核まで…のサイズをわかりやすく比較したも ので、当然地球より外、手の皮膚の顕微鏡写真から先…はあくまでも想像図ではありますけれど、見られたとしたらこんな感じでしょう。 (参考) http://jp.youtube.com/watch?v=20m0uljDo8M

世の中のことをすべて知っているわけではないので言い切れませんが、さすがに顕微鏡で原子は見えないと思います。 電子顕微鏡も研究で使うことがあるのですが、限界があります。 でも細胞同士の接着具合とかなら見えますよ~。 もし無限にズームできるものがあるとしても原子核のみ見えて、電子は見えません。 なぜなら電子は高速で原子核の周りを回転しているのです。 すべての物質が陽子、中性子、電子の数の違いで決まっていると考えるとこの世界が不思議に思えます。