Малые расстояния

С помощью оптического микроскопа принципиально невозможно увидеть предметы меньшие, чем длина волны видимого света (5×10^-7 м). С помощью электронного микроскопа можно увидеть и измерить объекты вплоть до 10^-8 м. В электронном микроскопе изображение объекта создается с помощью электронного пучка, который отражается или проходит сквозь объект, преобразуется с помощью электронной оптики и попадает на люминесцентный экран, где можно наблюдать глазом сильно увеличенное электронной оптикой изображение объекта.

С помощью косвенных измерений (своего рода триангуляции в микроскопическом масштабе) можно измерить еще более мелкие объекты. Сначала из наблюдений отражения рентгеновских лучей от образца с нанесенными на известном расстоянии метками определяется длина волны излучения. Затем по картине рассеяния того же излучения на кристалле можно определить относительное расположение в нем атомов. Таким образом определяется и диаметр атомов» 10^-10 м.

Далее на шкале расстояний имеется довольно большая незаполненная щель между атомными (10^-10 м) и ядерными размерами (10^-15 м).

Эффективные сечения s ядер атомов можно определить, пропуская пучок частиц высокой энергии через тонкую пластинку вещества и измеряя число частиц, не прошедших сквозь нее. Эти высокоэнергетические частицы прорываются сквозь облачко электронов, но задерживаются или отклоняются ядрами. Предположим, что имеется пластинка известной толщины, на которой укладывается известное число атомных слоев. Ядра настолько малы, что можно пренебречь вероятностью того, что одно ядро заслонит другое от пучка частиц. Вероятность того, что малая частица столкнется с ядром, равно отношению площади s N (N - число атомов пластины, попадающих в поперечное сечение пучка), занимаемой ядрами, к площади S поперечного сечения пучка. Пусть число частиц, попадающих на пластину равно n ₁, а вышедших из нее - n ₂. Тогда:

, где r - радиус ядра.

Таким образом определены размеры ядер 1-6×10^-15 м. Единица длины 10^-15 м названа ферми в честь итальянского физика Энрико Ферми (1901-1958гг.).

Дата добавления: 2015-07-07