¡No!
Y es imposible “ver” el núcleo o los electrones, por varias razones. La razón más importante es que la luz es una onda.
La óptica geométrica te dice esto. Si tiene un haz de luz paralelo, una lente convexa lo enfoca en un solo punto, como se muestra.
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Pero eso es una gran mentira. Así es, la óptica geométrica te ha mentido. En realidad, una mejor manera de decirlo es que la óptica geométrica solo funciona mientras los objetos con los que estamos tratando no sean demasiado pequeños (como la lente o los espejos) o las distancias de las imágenes no sean demasiado grandes.
Pero en realidad, dado que la luz es una onda, la imagen es esta
Así es, realmente no obtienes un punto, obtienes una mancha, con un anillo. Todo esto se debe a la interferencia y la difracción de las ondas. (Si no sabes lo que eso significa, entonces no importa)
Entonces, ¿cuál es el gran problema? Este es un gran negocio. Verá que la óptica geométrica predice que, independientemente de lo cerca que estén dos objetos, las imágenes refractadas siempre deben formar dos imágenes de puntos únicos en la pantalla (o en sus retinas)
Pero ahora, cuando usa la imagen real, comienza a ver lo que sucede. Si sus dos objetos se acercaron mucho, entonces dos frotis (como se muestra arriba) se acercan demasiado, y no puede resolverlos como dos.
Muestro esto en la diapositiva anterior. Hay tres imágenes formadas en la pantalla samw. En el caso A, las dos manchas son lo suficientemente lejos, por lo que parecen dos. Por lo tanto, puede resolverlos fácilmente, como imágenes de dos objetos
B, están SOLO resueltos. Por lo tanto, este es el caso limitante. Más cerca, y no podrá resolverlos como se muestra en el caso C. Cuando mira el caso C, es increíblemente difícil de entender que esas son imágenes de dos objetos diferentes.
Incluso si amplía la imagen del caso c, seguirá sin resolverse, y esa es la clave para comprender los microscopios. Cuando amplía una imagen, la cantidad de información nunca aumenta . Las cosas se ven más grandes, pero la “claridad” sigue siendo exactamente la misma.
Toma estas imágenes por ejemplo.
La imagen de la izquierda y de la derecha está ampliada con imágenes de la imagen original en el centro.
Pero puede ver claramente que la imagen de la izquierda se ve borrosa. ¿Por qué? Porque no puede resolver las letras individuales que componen esta imagen. Pero a la derecha, puedes.
( Tomé la imagen original, la hice más pequeña, la puse en pintura y la amplié. Perdí la información) Por lo tanto, la imagen de la izquierda lleva la misma información que la imagen pequeña en el medio, aunque esté ampliada.
Con estos conceptos básicos, podemos hacer la pregunta del millón, qué tan cerca pueden estar dos objetos, antes de que no puedan resolverse. No es fácil responder esta pregunta. Algunos cálculos aproximados muestran que las imágenes de puntos pueden acercarse a casi la mitad de la longitud de onda de la luz utilizada, antes de que se vuelvan irresolubles.
La luz visible en promedio tiene una longitud de onda de 500 nanómetros. Es decir, teóricamente, dos partículas tan cercanas como 250 nanómetros se pueden resolver como máximo. Si se acercan, es imposible resolverlos . (Digo teóricamente, porque esto es absolutamente lo más cerca que pueden estar, siempre que tengamos todo lo demás perfecto, por lo que en realidad, debido a otras limitaciones, ni siquiera podríamos estar tan cerca, por lo que el mínimo teórico es la distancia mínima alguna vez )
¿Qué pasa si tiene una partícula en sí que es del tamaño de digamos 10 nano metros? ¿Podrías iluminarlo y ver su estructura? Absolutamente no. Si le das luz, todo lo que obtendrás es un gran desenfoque. No podrá resolver ninguna de las partículas que componen este objeto.
Ahora veamos los átomos, los átomos tienen un tamaño de aproximadamente 0.1 nano metros
El núcleo tiene el tamaño de aproximadamente 0.000001 nano metros. Así que es inútil hablar de ‘ver’ el núcleo.
Entonces, ¿se pierde toda esperanza? ¿Eso significa que, incluso con los microscopios más perfectos, no podríamos ver nada más pequeño que 250 nanómetros?
En realidad no, esa es la longitud de onda de la luz visible. Podemos usar, digamos, luz ultravioleta, de una longitud de onda de aproximadamente 10 nano metros, luego podemos ver partículas tan cercanas como 5 nano metros. Estos microscopios se denominan ultra microscopios, que tienen un sorprendente poder de resolución. Pero de nuevo, como puede ver, no está cerca de la imagen de un átomo. Otro hecho interesante es que, incluso con ultra microscopios, no se puede “ver”. Tiene que ser fotografiado usando computadoras, y luego se le debe dar ‘falso color’ para verlo. Lo interesante es que estas pequeñas partículas ni siquiera tienen un concepto de colores. Partículas y objetos por debajo de 250 nano metros, NO TIENEN COLORES. (Increíble no es así)
Sin embargo, los microscopios de verdadero culo malo se llaman microscopios electrónicos . Estos tipos usan las propiedades cuánticas de los electrones. Utilizan el hecho de que incluso los electrones pueden comportarse como ondas. Y estos electrones pueden tener longitudes de onda del orden de 0.1 nano metros. Entonces, una buena noticia es que apenas podemos ver átomos individuales.
Este es el infame grafeno, una de las cosas más fuertes que hemos construido. Y puedes ver con osadía manchas blancas que son átomos. De nuevo, no piense que son de color blanco, recuerde que no tienen color, el color no tiene sentido aquí.
A partir de ahora, este es el límite. Ver el núcleo requiere que mejoremos nuestro poder de resolución en un factor de 100,000.
¿Qué hay de ver un electrón? jaja, no puedes “ver” o incluso “imaginar” un electrón por otras razones.
Lamento la larga respuesta, ¡pero era necesaria! 😛
