Si me acerco a un espejo que me refleja a nivel atómico, ¿veo el reflejo de mis átomos o los átomos del espejo?

La respuesta corta es: NO

Incluso si no hay espejo y está haciendo zoom directamente sobre un objeto, no puede ver sus átomos. Porque incluso los mejores microscopios ópticos no pueden ver objetos de menos de 200–250 nanómetros (aprox.).

Esto se llama resolución angular de un microscopio. Un microscopio no puede ver objetos más pequeños que su resolución angular.

Por qué ? porque usan lentes que funcionan usando la propiedad de la luz llamada difracción. La difracción dobla la luz que pasa a través de una lente como esta.

(Perdón por las patéticas habilidades de MS-Paint)

Observe que cuanto más pequeño es el objeto, el ángulo creado por los dos haces de luz se vuelve más pequeño.

Entonces, ¿qué sucede cuando el objeto es más pequeño que la resolución angular del microscopio?

Los dos haces de luz se acercan tanto que crean un patrón de interferencia. Me gusta esto.

Cuando esto sucede, el microscopio ya no puede enfocar los haces. Por lo tanto, cualquier objeto más pequeño que la resolución no puede verse con un microscopio óptico convencional.

Para eso necesitará un microscopio electrónico de barrido que no use luz en absoluto.

Un microscopio electrónico de barrido utiliza una pistola de electrones para lanzar una corriente de electrones sobre el objeto. los electrones se recuperan del objeto y un detector captura estos electrones reflejados. Al examinar los electrones reflejados, una computadora conectada al detector crea la imagen final del objeto, ¡sin usar luz!

Estos microscopios pueden ver objetos tan pequeños como 1 nanómetro.

(Virus de la gripe aviar como se ve con un microscopio electrónico de barrido).

El tamaño típico de un átomo es de 0.1 a 0.5 nanómetros.

Por lo tanto, necesitaremos un microscopio al menos 5 veces más potente que un microscopio electrónico de barrido para ver los átomos con claridad.

Estas son las mejores imágenes de átomos que los científicos pudieron tomar con el microscopio electrónico de barrido. Vea cuán difusos son, porque no pudimos crear un microscopio electrónico de barrido con resolución de escala atómica.

Volviendo a tu pregunta,

¿Podemos usar un espejo con un microscopio electrónico de barrido?

No.

Porque cuando disparas un montón de haces de electrones a un espejo, los electrones rebotarán desde la superficie de vidrio del espejo. No se reflejará como la luz porque los electrones no son fotones.

Entonces, en lugar de los átomos de tu cuerpo, obtendrás una imagen nítida y magnificada de la superficie de vidrio del espejo, que por cierto se ve así.

Fuente: resolución angular

Puedes ver cualquiera de los dos. Puedes ver los átomos del reflector o los átomos de tu cuerpo en el reflejo, pero no ambos simultáneamente.

Esa es una pregunta hipotética muy interesante. Hipotético, porque todavía no tenemos ninguna tecnología para “acercar” los átomos y “verlos” utilizando luz visible o cualquier otro tipo de radiación electromagnética. Teóricamente, ni siquiera podemos hacer uno. Pero, digamos, solo por responder a esta pregunta, que podemos. Digamos que tenemos un espejo limpio. Entonces, ¿qué sucede cuando acercas tu reflejo?

Lo que observa depende de en qué se concentre.

Todos hemos observado esto mientras usamos cámaras. No importa cuánto acerque o aleje, para obtener la imagen perfecta, debe enfocarse en el objeto de su elección. Esto es cierto para cualquier instrumento óptico, incluso para nuestros ojos, aunque lo hacen tan fácilmente que rara vez notamos los cambios.

Para observar este efecto usted mismo, siéntese o párese derecho con la espalda contra la pared y estire la mano frente a su cara. Ahora cierra el puño y saca el pulgar. Mire directamente a su miniatura, concéntrese. Puedes verlo claramente, ¿verdad? Ahora, sin afectar la claridad de esta imagen de su pulgar, intente concentrarse en cualquier objeto al otro lado de la habitación. No es tan fácil, ¿verdad? Cada vez que intenta concentrar su visión a cierta distancia, los objetos a otras distancias aparecen borrosos (y a veces se duplican). No puede enfocar su visión a dos distancias al mismo tiempo. Ahora, reemplace sus ojos con nuestro hipotético súper microscopio, el pulgar con el “espejo” reflector y el objeto distante con su reflejo en ese espejo. Eso es lo que sucede en el experimento hipotético.

Entonces, para decirlo simplemente, puede ver los átomos en su propio cuerpo o los de la superficie del espejo, pero ciertamente no ambos al mismo tiempo, a través del mismo aparato. Depende de en cuál te centres.

Dado que existen algunos desafíos en la organización de tal experimento, teóricamente podemos organizar una alternativa con un microscopio electrónico de exploración. Este asombroso dispositivo puede ‘ver’ un objeto mucho más pequeño que la longitud de onda de la luz al bañarlo con una corriente de electrones que se mueven rápidamente y atraparlos después de que rebotan en el objeto minúsculo. Nos permite observar moléculas individuales e incluso átomos. Podemos realizar una variación de nuestro experimento con este dispositivo y un reflector que puede rebotar en electrones como un espejo. El experimento debe hacerse preferentemente a pequeña escala, con una distancia muy pequeña entre el objeto y el reflector. Preferentemente debe hacerse al vacío.

Actualmente, soy un estudiante universitario con especialización en Física. Mi conocimiento sobre este tema obviamente tiene algunas limitaciones. Cualquier sugerencia y corrección en esta respuesta es bienvenida. Gracias por pasar por esto.

La luz que puede dispersarse coherentemente desde un objeto a escala atómica no está en el rango visible. Entonces no podrás ver nada. Y si puede detectar longitudes de onda EM de ese tamaño, de alguna manera, la discreción de la superficie del espejo en esa escala resultará en dispersión. Entonces ‘verás’ solo los átomos del espejo.

No puede “acercarse al nivel atómico” sin usar rayos gamma u otras partículas de alto momento, porque la luz visible tiene una longitud de onda miles de veces más larga que el tamaño de un átomo. Los gammas no se reflejan en el espejo. Entonces no funciona. Puede explorar la estructura cristalina del espejo usando un haz de neutrones, pero no rebota en usted (y no querrá pararse en él), por lo que nuevamente no funciona.

no verás nada porque los fotones son más pequeños que un núcleo. y que necesita una gran cantidad (muy, muy grande) de fotones para que su cerebro forme una imagen. así que no verás mucho

No verías nada, porque los átomos son mucho más pequeños que la longitud de onda de la luz.