DUE ESEMPI DI APPLICAZIONE DELLE STRAVAGANTI PROPRIETÀ DELLE PARTICELLE

MICROSCOPIO ELETTRONICO L’ELETTRONE È ANCHE UN’ONDA INFATTI … In base alla relazione di de Broglie, un fascio di elettroni può essere sia concettualmente, sia operativamente, utilizzato come le radiazioni luminose, nella tecnica microscopica. Poiché un fascio di elettroni, accelerati a grandi velocità, presenta una lunghezza d’onda più piccola delle radiazioni ottiche, per questo è possibile ottenere risoluzioni notevolmente elevate p = mv p = h /  = h / p

Il problema nell’usare onde per osservare il mondo della fisica, sta nel fatto che la qualità dell'immagine che otteniamo è limitata dalla lunghezza d'onda usata.

I nostri occhi sono "sintonizzati" sulla luce visibile, la cui lunghezza d'onda è attorno a 0,0000005 metri. È una lunghezza abbastanza piccola per non doverci preoccupare della risoluzione finché non andiamo a guardare oggetti della misura di 0,0000005 metri. Ma la lunghezza d'onda della luce visibile è troppo ampia per analizzare qualunque cosa più piccola di una cellula. Per osservare con un ingrandimento maggiore, bisogna usare onde con lunghezze d'onda inferiori. Ecco perché si adoperano microscopi a scansione elettronica per studiare cose sub-microscopiche, come per esempio i virus. Ma neppure il miglior microscopio a scansione elettronica può far vedere un'immagine, anche indistinta, di un atomo.

osservata con il microscopio elettronico La microscopia elettronica ci permette di vedere gli oggetti come ci apparirebbero se potessero venire ingranditi testa di una formica osservata con il microscopio elettronico

Risoluzione di un’immagine Che cosa vuol dire risoluzione di un’ immagine?

MICROSCOPIO A EFFETTO TUNNEL

schematizzazione ingrandita della puntina i cerchi colorati sono i singoli atomi la zona grigia fra gli atomi viola indica il passaggio del 90% della corrente; fra gli atomi azzurri passa un altro 8%, il resto fra gli altri atomi.

Sotto la punta vediamo il materiale che deve essere osservato Sotto la punta vediamo il materiale che deve essere osservato. La punta di metallo può essere spostata in su e in giù. Bisogna lasciare solo un piccolo spazio vuoto tra essa e l’oggetto da osservare. Secondo la fisica classica, gli elettroni non potrebbero attraversare il vuoto lasciando il campione per raggiungere la punta. INVECE CI RIESCONO creano una piccola corrente elettrica, e il loro numero, quindi l’intensità della “corrente tunnel”, dipende dallo spessore dello spazio vuoto.

La risoluzione di questi microscopi è a livello atomico, riuscendo a mostrare le colline e le valli create dagli atomi sulla superficie del materiale che si sta misurando. Di conseguenza quando la sonda viene fatta scorrere lungo la superficie del campione, caratteristiche della superficie piccole come atomi si manifestano come variazioni dell’intensità della corrente dovuta all’effetto tunnel. Tali variazioni vengono elaborate da un computer in modo da ottenere una immagine tridimensionale della superficie.

Nella microscopia a effetto tunnel si ottiene un'immagine costruita a partire da una scelta di variabili fisiche operata a priori, in cui l'aspetto descrittivo e quello interpretativo risultano fusi e indistinguibili Atomi di ferro su una superficie di rame osservati per mezzo di un microscopio a effetto tunnel.