¿Hay imágenes tomadas con STM que muestren cómo se unen los átomos en un resorte?

Solo agregaré un apéndice matemático a la excelente respuesta de Inna.

Si tenemos un potencial arbitrario [matemática] U (x) [/ matemática] con mínimos en [matemática] x = x_0 [/ matemática], podemos hacer una expansión de Taylor sobre el punto [matemática] x = x_0 [/ matemática] para descubrir que [matemáticas] U (x) = U (x_0) + (x-x_0) \ frac {d} {dx} U (x) | _ {x_0} [/ matemáticas] [matemáticas] + \ frac {( x-x_0) ^ 2} {2} \ frac {d ^ 2} {dx ^ 2} U (x) | _ {x_0} \ ldots [/ math]. Como [math] \ frac {d} {dx} U (x) | _ {x_0} = 0 [/ math] como [math] x_0 [/ math] es un mínimo, y porque podemos definir arbitrariamente el 0 del potencial para estar en [matemática] x_0 [/ matemática] (es decir, [matemática] U (x_0) [/ matemática], utilizándola como línea de base) – [matemática] U (x) = \ frac {(x-x_0) ^ 2} {2} \ frac {d ^ 2} {dx ^ 2} U (x) | _ {x_0} + O ((x-x_0) ^ 3) [/ math] donde [math] O ((x- x_0) ^ 3) [/ math] contiene [math] (x-x_0) ^ 3 [/ math] y términos superiores. Para el desplazamiento “pequeño” ([matemática] x-x_0 [/ matemática]), podemos suponer que son insignificantemente pequeños y conducen a [matemática] U (x) = \ frac {(x-x_0) ^ 2} {2 } \ frac {d ^ 2} {dx ^ 2} U (x) | _ {x_0} [/ math] que coincide con la fórmula de la ley de Hooke para un resorte. Por lo tanto, hay una región en el espacio alrededor de un mínimo donde el potencial puede ser aproximado por un resorte.

Sin embargo, los términos descuidados comenzarán a importar a medida que nos alejemos de los mínimos, y eventualmente esas anarmonicidades harán que la descripción de primavera sea falsa (y conducirán a un fenómeno interesante por derecho propio).

Supongo que te refieres a un resorte de metal hecho de material rígido, no un resorte molecular como una banda de goma. Cuando deforma un resorte, los átomos se comprimen o se separan, dependiendo de en qué parte del resorte se encuentren, y resisten el desplazamiento debido a la fuerza electrostática entre ellos. Si de alguna manera pudieras ver los átomos, no verías ninguna diferencia cuando estuviera bajo compresión dentro de su rango de trabajo. El desplazamiento es tan pequeño en comparación con la distancia entre los núcleos atómicos que no sería posible mantener dos átomos en el campo de visión y, al mismo tiempo, aumentar el desplazamiento lo suficiente como para medirlo.