Как выглядит электричество под микроскопом
Как выглядит электричество под микроскопом
Представляю Вашему вниманию ток под микроскопом.
Лучше один раз увидеть, чем сто раз слушать басни про «электроны», «атомы» и прочий не согласованный бред.
Я знаю, что множество моих любимых людей повторили этот опыт.
Это очень важно понимать. Что нет «круговорота» в природе, ибо ничто в природе не ездит по кругу, разве что только ученые в своем порочном, но все в мире идет в себя и из себя по спиралевороту.
Когда смотришь на эту «восьмерку» в замедленном режиме, складывается такое ощущение, что вода протсо всасывается в провод. И геометрия всасывания на поверхности воды образовывает такую фигуру.
Свет не приходит каждый день с рассветом на землю, но пришел сюда когда сотворялась земля и больше никогда отсюда не уходил. Ибо мы есть «сгущение света». Волны это визуализированный поток, исходящий от солнца и из которого и мы сотаварены
1. Ток не принадлежит проводу, как и магнитное поле не принадлежит магниту.
2. Никаких электронов «упорядоченно движущихся» там нет.
5. Геометрия магнитного поля идентична геометрии потока, локализующегося в области тока.
2. В микроскоп невозможно рассмотреть движущиеся электроны, поэтому данный опыт не позволяет сделать такого вывода.
3.Утверждение ничем не обосновано.
5. Здесь слово «поток» не несет смысла. Поток ЧЕГО?
6. Связь эту ты и не искал.
8. На фото видно конвективное движение воды, а не «эфирные потоки». С силами притяжения или отталкивания это никак не связано, это всего лишь тепловой эффект, для объяснения которого нет никакой нужды привлекать гипотетический «эфир».
научная статья по теме ЭЛЕКТРИЧЕСТВОПОД МИКРОСКОПОМ Физика
Цена:
Авторы работы:
БЕЛУГИНА НАТАЛЬЯ ВАСИЛЬЕВНА
ГАЙНУТДИНОВ РАДМИР В
СОРОКИНА КИРА ЛЬВОВНА
ТОЛСТИХИНА АЛЛА ЛЕОНИДОВНА
Научный журнал:
Год выхода:
Текст научной статьи на тему «ЭЛЕКТРИЧЕСТВОПОД МИКРОСКОПОМ»
Электричество под микроскопом
А.Л.Толстихина, К.Л.Сорокина, Н.В.Белугина, Р.В.Гайнутдинов
Нанотехнологическая революция сулит появление принципиально новых приборов, служащих невиданным ранее целям. Но на старт ее вывело в первую очередь стремление все дальше и дальше ми-ниатюризировать электронные устройства, уже существующие. Среди них и привычные носители цифровой информации — идет гонка в создании материалов, которые обеспечат более плотную запись и длительное хранение данных. Одна из идей здесь — заменить магнитную запись электрической: кодировать информацию не намагниченностью, а поляризацией. Что если заставить служить информационным элементом домен с определенным направлением не магнитного момента, как это происходит в ферромагнетиках, а дипольного (электрического) момента, в макроскопических масштабах называемого вектором поляризации? Подходящие материалы природа нам предоставила — это так называемые сегнетоэлектрики*, класс диэлектрических веществ, в которых при температурах ниже температуры Кюри происходит спонтанная (самопроизвольная) поляризация. Если научиться получать регулярные
* Сегнетоэлектрики — отечественное название, унаследованное от сегнетовой соли, в которой впервые была обнаружена спонтанная поляризация. В зарубежной литературе они известны как фер-роэлектрики.
© Толстихина А.Л., Сорокина К.Л.,
Белугина Н.В., Гайнутдинов Р.В., 2009
структуры из сегнетоэлектриче-ских доменов на микро- и нано-скопическом уровне (строить «доменную архитектуру»), можно рассчитывать на запись информации с плотностью до 100 Гб/см2. Подобные структуры пригодятся и в области нелинейной оптики, например для преобразования частот лазерного излучения. Но для таких работ нужен соответствующий инструментарий — как «строительный», для целенаправленного воздействия на объект, так и «контролирующий», для регистрации интересующих нас характеристик. Оказывается, в наличии есть и он — это широко известный теперь атомно-сило-вой микроскоп.
Альтиметр для наномира
Для наших целей принципиально, что атомно-силовая микроскопия (АСМ) в отличие от своей предшественницы — сканирующей туннельной микроскопии — способна работать с не проводящими электрический ток образцами. Сегодня АСМ, получившая за 20 с небольшим лет своего существования множество различных воплощений, помогает не только видеть рельеф поверхности, но и фиксировать «поточечное» распределение значений ряда физических величин. Напомним, что измерительным датчиком при этом служит зонд микроскопа — гибкая миниатюрная балка (кантилевер), несущая на конце
заостренный «щуп» — иголочку (острие) с радиусом закругления кончика на уровне единиц нанометров (рис.1). Острие кантилевера «ощупывает» поверхность точка за точкой (пьезокерамический манипулятор — сканер — обеспечивает точность позиционирования по горизонтальным осям вплоть до долей нанометра). Взаимодействие острия с поверхностью заставляет кантилевер изгибаться; его перемещение по вертикали контролируется по отражению лазерного луча с точностью до тысячных долей нанометра. Информация об отклонении зонда ложится в основу построения изображения поверхности. В зависимости от материала зонда (проводящий — непроводящий, магнитный — немагнитный), расстояния до поверхности и ее состояния, на движении зонда могут сказываться разнообразные силы — межмолекулярного, электрического, магнитного взаимодействий, капиллярные силы и т.д. С одной стороны, это и открывает возможность измерять разные силовые характеристики, строя своего рода карты — распределения их значений по поверхности. С другой — складываясь при своем воздействии на зонд, различные силы дают интегральный эффект, и зачастую разделить их вклады в формирование контраста на изобра-жении-«карте» совсем не просто. Возникает проблема интерпретации получаемых в АСМ изображений: важно правильно
Алла Леонидовна Толстихина, кандидат физико-математических наук, заведующая сектором сканирующей зондовой микроскопии Института кристаллографии им.А.В.Шубникова РАН. Научные интересы связаны с развитием методов атомно-силовой микроскопии и исследованием с их помощью структуры и свойств поверхностей объектов различной природы.
Кира Львовна Сорокина, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник того же института, редактор отдела физики журнала «Природа». Область научных интересов — физические процессы на поверхности кристаллов и тонких пленок.
Наталья Васильевна Белугина, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник того же института. Специалист в области физики сег-нетоэлектричества и реальной структуры кристаллов.
Радмир Вильевич Гайнутдинов, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник того же института. Занимается применением сканирующей зондовоймикроскопии для изучения поверхностных характеристик разнообразных объектов и целенаправленной модификации поверхности.
понять, какие именно особенности поверхности нашли свое отражение на картинке. В этом помогают различные режимы и модификации АСМ.
Прямую информацию о рельефе поверхности дает контактный режим. В соответствии с названием здесь предполагается постоянный контакт острия с поверхностью: кантилевер с некоторой нагружающий силой прижимается к образцу, т.е. острие «царапает» поверхность (что, правда, может повредить некоторые объекты — например, органические пленки). В таком случае определяющим взаимодействием становятся силы взаимного отталкивания атомов острия и поверхности. Поддерживая их постоянными (система обратной связи в управлении вертикальным смещением зонда отслеживает упругий изгиб кан-тилевера) и считая, что силы одинаковы на одинаковой высоте, получаем топографическое изображение. Этими данными, собственно, возможности контактного режима и исчерпываются. Возможности богаче (а вдобавок и разрешение при измерении сил выше, и круг исследуемых объектов шире) у вибрационных методик. В прерывисто-контактном режиме кан-тилевер совершает свободные колебания (вибрирует) вблизи поверхности, слегка касаясь ее в нижней точке траектории. В этом случае между атомами острия и поверхности действуют смешанные силы, преимущественно притягивающего характера (ван-дер-ваальсовы, электростатические, капиллярные). В присутствии внешних сил меняется резонансная частота колебаний кантилевера, и по изменениям характеристик колебаний можно контролировать градиент действующей силы. Обратная связь в данном случае поддерживает постоянными амплитуду колебаний зонда (амплитудная модуляция) или сдвиг его резонансной частоты (частотная модуляция), и таким образом определяются точки,
равноудаленные от поверхности (градиент силы в них одинаков). За контраст топографического изображения отвечают межмолекулярные силы Ван-дер-Ва-альса. Но если на поверхности присутствуют электрические заряды, в игру вступает дальнодей-ствующее электростатическое притяжение между ними и заря-
дами, индуцированными их полем на острие. Благодаря «довеску» к силе та же амплитуда (или частота) колебаний будет регистрироваться на другой высоте — топографическое изображение исказится. Это отчетливо продемонстрировано в работе [1]: пятно заряда на поверхности окисла кремния имитирует холмик —
Рис.1. Схема атомно-силового микроскопа. Кантилевер длиной 100—400 мкм и сечением около Эх30 мкм заканчивается острием длиной 15—20 мкм. Пьезокерамический сканер перемещает образец относительно кантилевера, проходя последовательно точку за точкой. В каждой точке скана вертикальное отклонение кантилевера детектируется оптически с помощью фотодетектора. В вибрационных режимах колебания кантилевера возбуждаются механически; при исследовании электрических характеристик поверхности образца между ним и зондом подается напряжение иос + идс$тю£, как показано внизу. 1 — шаговый двигатель; 2 — пьезосканер; 3 — блок управления; 4 — образец; 5 — чип с кантилевером на конце; б — позиционно-чувствительный фотодиод; 7 — лазер. На вставке внизу справа приведено электронно-микроскопическое изображение острия зонда.
на топографическом изображении эта область выглядит возвышающейся над окружением. В литературе даже прижился термин «кажущаяся высота» (apparent height), который отражает зависимость измеренной высоты от условий эксперимента, в том числе электрических [1, 2]. И особенно непредсказуемым может оказаться влияние поверхностного заряда при исследовании диэлектриков.
Эти коварные заряды
На поверхности диэлектриков (и полупроводников, покрытых слоем окисла) электрические заряды появляются довольно часто — это всем известное статическое электричество [3]. Оно возникает в результате трения объектов, в частности в процессе полировки диэлектрических поверхностей, индукции от заряженных объектов, обдувания воздушными потоками, даже просто нахождения в сухой воздушной среде или хранения образцов в изолирующих контейнерах — список причин можно продолжить. В том числе и сканирование гетерогенной электрически неоднородной поверхности зондом может способствовать разделению электрических зарядов, которым в отсутствии проводимости не удается «стекать». Получается, что в ходе эксперимента состояние поверхности изменяется неконтролируемым образом, что отражается на результатах и искажает получаемую информацию.
Как показывает практика, при работе атомно-силовых микроскопов на воздухе условия окружающей среды заметно влияют на качество регистрируемых изображений. Чтобы уменьшить это влияние, в секторе сканирующей зондовой микроскопии Института кристаллографии им.А.В.Шубникова РАН (ИК РАН) в сотрудничестве с Исследовательским центром прикладной ядерной физики (ИЦПЯФ) Росатома был разра-
ботан и построен климатический бокс «TRACKPORE ROOM», рис.2. Он позволяет поддерживать желаемые параметры среды (температуру — в диапазоне 20—30°C с точностью ±0.05°, относительную влажность — в интервале 30—70% с точностью ±1%) и дополнительно очищать воздух с помощью фильтров на основе трековых мембран (чистая зона соответствует классу 8ИСО (100000)). В боксе были размещены атомно-силовые микроскопы Solver P4-SPM-MDT и NTEGRA Prima (НТ-МДТ, Зеленоград), бло
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.
Пoхожие научные работы по теме «Физика»
БЕЛУГИНА НАТАЛЬЯ ВАСИЛЬЕВНА, ГАЙНУТДИНОВ РАДМИР ВИЛЬЕВИЧ, СОРОКИНА КИРА ЛЬВОВНА, ТОЛСТИХИНА АЛЛА ЛЕОНИДОВНА — 2014 г.
БЕЛУГИНА Н.В., ГАЙНУТДИНОВ Р.В., ГРИЩЕНКО Ю.В., ЗАНАВЕСКИН М.Л., СОРОКИНА К.Л., ТОЛСТИХИНА А.Л., ШЕСТАКОВ В.Д. — 2009 г.
БЕЛУГИНА Н.В., ГАЙНУТДИНОВ Р.В., ГРИЩЕНКО Ю.В., ЗАНАВЕСКИН М.Л., СОРОКИНА К.Л., ТОЛСТИХИНА А.Л. — 2008 г.
25 макрофотографий, которые доказывают, что тело человека – это невероятная вселенная
25 макрофотографий, которые доказывают, что тело человека – это невероятная вселенная
Известно, что масштабы наблюдаемой Вселенной поражают – 46 млрд световых лет. А как насчет микромира? Он тоже удивляет, а его микроразмеры атомов, ядер, нейтронов, бозонов и виртуальных частиц также не укладываются в голове. Например, размер протона составляет 10 −15 м.
Мы собрали для вас 25 макрофотографий, сделанных учеными и другими специалистами с помощью электронного микроскопа, которые откроют вам удивительный микромир человеческого организма.
1. Ресница человека под микроскопом
СТИВ ГШМЕЙССНЕР / SPL / East News
Увеличение: х350
На фото – ресница на веке. На поверхности ресницы видны сквамозные клетки, которые отслаиваются от кожи и прилипают к волосу.
Ресницы – это волосы, растущие от век. Стоит отметить, что ресницы выполняют защитную роль для глаз, представляя собой сенсоры, предупреждающие о том, что рядом с глазами находится какой-то объект, в результате чего в целях безопасности глаз рефлекторно закрывается для того, чтобы защитить себя от попадания инородных тел.
2. Внутренняя поверхность радужки глаза и ресничных отростков глаза под увеличением
РИЧАРД КЕССЕЛЬ И ДР. ГЕН ШИХ / SPL / East News
3. Клетка крови на кончике иглы. Это эритроциты – часть клеток крови, которые переносят в организме кислород (из легких в ткани)
СТИВ ГШМЕЙССНЕР / SPL/ East News
Также эритроциты являются обратными переносчиками диоксида углерода из тканей после их поглощения кислорода. Диоксид углерода выходит через легкие, когда мы выдыхаем после цикла вдоха.
Обратите внимание на дисковидную двояковогнутую форму эритроцита, диаметр которого составляет от 7 до 10 мкм. Благодаря своей эластичности обеспечивается их беспрепятственное движение по капиллярам. За счет своих размеров (формы) эритроциты могут переносить больше кислорода и диоксида углерода, осуществляя в организме цикл газообмена.
4. Камень в почке под увеличением
СУСУМУ НИШИНАГА / SPL / East News
На фото можно увидеть поверхность камня в почке человека. Камни в почках, как правило, образуются в результате осадка минеральной соли оксалата кальция в моче. Из-за осаждения солей со временем образуются камни, которые могут причинять человеку боль (нередко сильную) и дискомфорт. В большинстве случаев камни выходят естественным путем. В некоторых случаях камни приходится удалять хирургическим путем. Иногда их дробят ультразвуком.
Атом под электронным микроскопом
Атом – мельчайшая частица химического элемента. Как мы помним из школьного курса физики, все окружающие нас предметы состоят из молекул, молекулы состоят из атомов, а атом, в свою очередь, – из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Увидеть, как выглядит атом под микроскопом, невозможно. Если речь, конечно, идет о световом микроскопе. Дело в том, что размер атома измеряется в пикометрах (пм), который равен одной миллионной доли микрометра или одной десятимиллионной доли миллиметра. Атом в тысячи раз меньше длины волны видимого спектра, поэтому наблюдать его можно только с помощью специальных электронных или сканирующих микроскопов.
Когда стало понятно, что атомы в световой микроскоп увидеть нельзя, ученые обратились к электронной микроскопии. Произошло это в 1931 году. Световой поток заменили пучком электронов, что позволило увидеть более мелкие объекты. К сожалению, атом под электронным микроскопом виден лишь как маленькая точка. Тем не менее, это был шаг в правильном направлении.
Настоящим прорывом стало изобретение сканирующего туннельного микроскопа в 1981 году. Он ничем не освещает образцы, а фактически щупает их. В сканирующем микроскопе установлена острая металлическая игла, которая движется вдоль поверхности образца и при помощи туннельного тока составляет «карту высот». Сама игла ничего не видит, но позволяет при помощи специальной регистрирующей системы создать подобие фото поверхности атома под микроскопом.
В визуализации атома может помочь еще один электронно-оптический прибор – электронный проектор, или автоэлектронный микроскоп. Именно он позволили ученым из Харьковского физико-технического института получить первое в истории науки фото атома под микроскопом. Любопытно, что исследователи использовали модель 1936 года, что не помешало им достичь теоретического предела разрешения этого прибора.
Несмотря на то, что в любительские микроскопы атомы не увидишь, современные цифровые модели помогут увидеть многие другие красоты микромира. Если вам интересен мир крошечных созданий, рекомендуем ознакомиться с ассортиментом современных цифровых микроскопов, представленных на нашем сайте.
Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.
Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.