لأول مرة في العالم، تم الحصول على لقطة للرابطة الجزيئية. بنية الماء صورة لجزيء الماء تحت المجهر

ندعوكم لتقييم صور المتأهلين للتصفيات النهائية الذين حصلوا على لقب "مصور العام" من قبل الجمعية الملكية للتصوير الفوتوغرافي. وسيتم الإعلان عن الفائز يوم 7 أكتوبر، وسيقام معرض أفضل الأعمال في الفترة من 7 أكتوبر إلى 5 يناير في متحف العلوم في لندن.

الطبعة مساء

هيكل فقاعة الصابون لكيم كوكس

تعمل فقاعات الصابون على تحسين المساحة داخل نفسها وتقليل مساحة سطحها لحجم معين من الهواء. وهذا يجعلها موضوعًا مفيدًا للدراسة في العديد من المجالات، على وجه الخصوص، في مجال علم المواد. يبدو أن جدران الفقاعات تتدفق إلى الأسفل تحت تأثير الجاذبية: فهي رقيقة في الأعلى وسميكة في الأسفل.

"الوسم على جزيئات الأكسجين" لياسمين كروفورد

الصورة جزء من آخر مشروع كبير للمؤلف كجزء من درجة الماجستير في التصوير الفوتوغرافي في جامعة فالماوث، حيث كان التركيز على دراسة التهاب الدماغ والنخاع العضلي. يقول كروفورد إنه يخلق صورًا تربطنا بالغموض والمجهول.

"الهدوء الأبدي" للمؤلف يفغيني ساموتشينكو

تم التقاط الصورة في جبال الهيمالايا على بحيرة جوسايكوندا على ارتفاع 4400 متر. درب التبانة هي مجرة ​​تضم نظامنا الشمسي: خط غامض من الضوء في سماء الليل.

"خنفساء الطحين الحائرة" لديفيد سبيرز

هذه الخنفساء الصغيرة تصيب الحبوب ومنتجات الدقيق. تم التقاط الصورة باستخدام صورة مجهرية للمسح الإلكتروني ثم تلوينها باستخدام برنامج Photoshop.

سديم أمريكا الشمالية بقلم ديف واتسون

سديم أمريكا الشمالية NGC7000 هو سديم انبعاثي يقع في كوكبة الدجاجة. يشبه شكل السديم شكل أمريكا الشمالية، بل ويمكنك رؤية خليج المكسيك.

خنفساء الأيل بواسطة فيكتور سيكورا

استخدم المصور المجهر الضوئي مع تكبير خمس مرات.

تلسكوب لوفيل بقلم مارج برادشو

يقول برادشو: "لقد انبهرت بتلسكوب لوفيل الموجود في بنك جودريل منذ أن رأيته في رحلة ميدانية مدرسية". أرادت التقاط بعض الصور الأكثر تفصيلاً لإظهار ملابسه.

"قنديل البحر رأسا على عقب" بقلم ماري آن شيلتون

بدلاً من السباحة، يقضي هذا النوع وقته في الماء. لون قنديل البحر هو نتيجة أكل الطحالب.

ذرة الهيدروجين تلتقط السحب الإلكترونية. وعلى الرغم من أن الفيزيائيين الحديثين يمكنهم حتى تحديد شكل البروتون بمساعدة المسرعات، فإن ذرة الهيدروجين، على ما يبدو، ستبقى أصغر كائن، والصورة التي من المنطقي أن نسميها صورة فوتوغرافية. يقدم موقع "Lenta.ru" نظرة عامة على الأساليب الحديثة لتصوير العالم الصغير.

بالمعنى الدقيق للكلمة، لم يعد هناك تقريبًا أي تصوير عادي في هذه الأيام. الصور التي نسميها عادة الصور الفوتوغرافية والتي يمكن العثور عليها، على سبيل المثال، في أي مقال مصور في Lenta.ru، هي في الواقع نماذج كمبيوتر. تحدد مصفوفة حساسة للضوء في جهاز خاص (يُطلق عليها تقليديًا "الكاميرا") التوزيع المكاني لشدة الضوء في عدة نطاقات طيفية مختلفة، وتقوم إلكترونيات التحكم بتخزين هذه البيانات في شكل رقمي، ثم تقوم دائرة إلكترونية أخرى، بناءً على ذلك البيانات، تعطي أمرًا للترانزستورات الموجودة في شاشة الكريستال السائل. الأفلام والورق والحلول الخاصة لمعالجتها - كل هذا أصبح غريبًا. وإذا تذكرنا المعنى الحرفي للكلمة فإن التصوير الفوتوغرافي هو “الرسم بالضوء”. فماذا أقول أن العلماء نجحوا ليصورالذرة، غير ممكنة إلا مع قدر لا بأس به من التقليدية.

تم التقاط أكثر من نصف الصور الفلكية منذ فترة طويلة بواسطة تلسكوبات الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية. لا تشع المجاهر الإلكترونية بالضوء، بل بشعاع إلكتروني، بينما تقوم مجاهر القوة الذرية بمسح تضاريس العينة بإبرة. هناك مجاهر الأشعة السينية وماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي. كل هذه الأجهزة تعطينا صورًا دقيقة لأشياء مختلفة، وعلى الرغم من أنه ليس من الضروري بالطبع التحدث عن "الرسم الضوئي" هنا، إلا أننا ما زلنا نسمح لأنفسنا بتسمية مثل هذه الصور صورًا فوتوغرافية.

تجارب علماء الفيزياء لتحديد شكل البروتون أو توزيع الكواركات داخل الجسيمات ستبقى وراء الكواليس؛ قصتنا سوف تقتصر على حجم الذرات.

البصريات لا تصبح قديمة أبدًا

وكما اتضح في النصف الثاني من القرن العشرين، لا يزال لدى المجاهر الضوئية مجال للتطور. كانت اللحظة الحاسمة في البحث البيولوجي والطبي هي ظهور الأصباغ والأساليب الفلورية التي تسمح بوضع علامات انتقائية على مواد معينة. لم تكن "مجرد طلاء جديد"، بل كانت ثورة حقيقية.

على عكس الاعتقاد الخاطئ الشائع، فإن التألق ليس توهجًا في الظلام على الإطلاق (وهذا الأخير يسمى التوهج). هذه هي ظاهرة امتصاص الكميات من طاقة معينة (على سبيل المثال، الضوء الأزرق) مع الانبعاث اللاحق لكميات أخرى ذات طاقة أقل، وبالتالي ضوء مختلف (عند امتصاص اللون الأزرق، سينبعث اللون الأخضر). إذا قمت بوضع مرشح يسمح فقط للكميات المنبعثة من الصبغة بالمرور عبره وحجب الضوء الذي يسبب التألق، فيمكنك رؤية خلفية داكنة بها نقاط مضيئة من الأصباغ، ويمكن للأصباغ بدورها تلوين العينة بشكل انتقائي للغاية .

على سبيل المثال، يمكنك تلوين الهيكل الخلوي لخلية عصبية باللون الأحمر، وتسليط الضوء على المشابك العصبية باللون الأخضر، وتسليط الضوء على النواة باللون الأزرق. يمكنك عمل علامة فلورسنت تسمح لك باكتشاف مستقبلات البروتين الموجودة على الغشاء أو الجزيئات التي يتم تصنيعها بواسطة الخلية في ظل ظروف معينة. أحدثت طريقة الصبغ المناعي الهيستوكيميائي ثورة في العلوم البيولوجية. وعندما تعلم مهندسو الوراثة كيفية صنع حيوانات معدلة وراثيا باستخدام بروتينات الفلورسنت، شهدت هذه الطريقة ولادة جديدة: على سبيل المثال، أصبحت الفئران ذات الخلايا العصبية المطلية بألوان مختلفة حقيقة واقعة.

بالإضافة إلى ذلك، توصل المهندسون (ومارسوا) طريقة تسمى الفحص المجهري متحد البؤر. يكمن جوهرها في حقيقة أن المجهر يركز على طبقة رقيقة جدًا، وأن الحجاب الحاجز الخاص يقطع الضوء الناتج عن الأجسام خارج هذه الطبقة. يمكن لمثل هذا المجهر مسح العينة بشكل تسلسلي من الأعلى إلى الأسفل والحصول على مجموعة من الصور، والتي تعد أساسًا جاهزًا لنموذج ثلاثي الأبعاد.

لقد أتاح استخدام الليزر وأنظمة التحكم في الشعاع الضوئي المتطورة حل مشكلة تلاشي الصبغة وتجفيف العينات البيولوجية الدقيقة تحت الضوء الساطع: يقوم شعاع الليزر بمسح العينة فقط عندما يكون ذلك ضروريًا للتصوير. ومن أجل عدم إضاعة الوقت والجهد في فحص تحضير كبير من خلال عدسة ذات مجال رؤية ضيق، اقترح المهندسون نظام مسح تلقائي: يمكنك وضع كوب به عينة على مرحلة الكائن في المجهر الحديث، و سيقوم الجهاز بشكل مستقل بالتقاط صورة بانورامية واسعة النطاق للعينة بأكملها. في الوقت نفسه، في الأماكن الصحيحة، سوف يركز، ثم يلصق العديد من الإطارات معًا.

يمكن لبعض المجاهر استيعاب الفئران الحية أو الجرذان أو على الأقل اللافقاريات الصغيرة. البعض الآخر يعطي زيادة طفيفة، ولكن يتم دمجها مع جهاز الأشعة السينية. للتخلص من تداخل الاهتزازات، يتم تركيب العديد منها على طاولات خاصة تزن عدة أطنان في الداخل مع مناخ محلي يتم التحكم فيه بعناية. تكلفة مثل هذه الأنظمة تتجاوز تكلفة المجاهر الإلكترونية الأخرى، وقد أصبحت المسابقات للحصول على أجمل إطار تقليدًا منذ فترة طويلة. بالإضافة إلى ذلك، يستمر تحسين البصريات: بدءًا من البحث عن أفضل أنواع الزجاج واختيار مجموعات العدسات المثالية، انتقل المهندسون إلى طرق تركيز الضوء.

لقد أدرجنا على وجه التحديد عددًا من التفاصيل الفنية لإظهار أن التقدم في الأبحاث البيولوجية يرتبط منذ فترة طويلة بالتقدم في مجالات أخرى. إذا لم تكن هناك أجهزة كمبيوتر قادرة على حساب عدد الخلايا الملطخة تلقائيًا في عدة مئات من الصور الفوتوغرافية، فلن تكون المجاهر الفائقة ذات فائدة تذكر. وبدون الأصباغ الفلورية، لن يمكن تمييز ملايين الخلايا عن بعضها البعض، لذلك سيكون من المستحيل تقريبًا متابعة تكوين خلايا جديدة أو موت الخلايا القديمة.

في الواقع، كان المجهر الأول عبارة عن مشبك متصل به عدسة كروية. يمكن أن يكون التناظرية لمثل هذا المجهر عبارة عن بطاقة لعب بسيطة بها ثقب وقطرة ماء. ووفقا لبعض التقارير، تم استخدام هذه الأجهزة من قبل عمال مناجم الذهب في كوليما بالفعل في القرن الماضي.

ما وراء حد الحيود

المجاهر الضوئية لها عيب أساسي. الحقيقة هي أنه من المستحيل استعادة شكل تلك الأشياء التي تبين أنها أصغر بكثير من الطول الموجي من شكل موجات الضوء: يمكنك أيضًا محاولة فحص الملمس الناعم للمادة بيدك في قفاز لحام سميك.

لقد تم التغلب جزئيًا على القيود التي خلقها الحيود، ودون انتهاك قوانين الفيزياء. هناك حالتان تساعدان المجاهر الضوئية على الغوص تحت حاجز الحيود: حقيقة أنه أثناء التألق تنبعث الكميات من جزيئات صبغية فردية (والتي يمكن أن تكون متباعدة تمامًا عن بعضها البعض)، وحقيقة أنه من خلال تراكب موجات الضوء من الممكن الحصول على ضوء ساطع. بقعة قطرها أصغر من الطول الموجي.

عند تراكبها على بعضها البعض، تكون موجات الضوء قادرة على إلغاء بعضها البعض، وبالتالي، فإن معلمات الإضاءة للعينة تكون بحيث تقع أصغر مساحة ممكنة في المنطقة الساطعة. وبالاشتراك مع الخوارزميات الرياضية التي يمكنها، على سبيل المثال، إزالة الظلال، توفر هذه الإضاءة الاتجاهية تحسينًا كبيرًا في جودة الصورة. يصبح من الممكن، على سبيل المثال، فحص الهياكل داخل الخلايا باستخدام المجهر الضوئي وحتى (الجمع بين الطريقة الموصوفة والمجهر متحد البؤر) للحصول على صورها ثلاثية الأبعاد.

المجهر الإلكتروني قبل الأدوات الإلكترونية

من أجل اكتشاف الذرات والجزيئات، لم يكن على العلماء أن ينظروا إليها - فالنظرية الجزيئية لم تكن بحاجة إلى رؤية الجسم. لكن علم الأحياء الدقيقة لم يصبح ممكنا إلا بعد اختراع المجهر. لذلك، في البداية، ارتبطت المجاهر على وجه التحديد بالطب والبيولوجيا: تم التحكم في الفيزيائيين والكيميائيين الذين درسوا أشياء أصغر بكثير بوسائل أخرى. عندما أرادوا أيضًا النظر إلى العالم المصغر، أصبحت قيود الحيود مشكلة خطيرة، خاصة وأن طرق الفحص المجهري الفلوري الموصوفة أعلاه لا تزال غير معروفة. وليس من المنطقي زيادة الدقة من 500 إلى 100 نانومتر إذا كان الكائن الذي سيتم النظر فيه أقل من ذلك!

مع العلم أن الإلكترونات يمكن أن تتصرف كموجة وكجسيم، ابتكر فيزيائيون من ألمانيا عدسة إلكترونية في عام 1926. كانت الفكرة الأساسية بسيطة جدًا ومفهومة لأي تلميذ: نظرًا لأن المجال الكهرومغناطيسي يحرف الإلكترونات، فيمكن استخدامه لتغيير شكل شعاع هذه الجسيمات عن طريق إبعادها عن بعضها البعض، أو على العكس من ذلك، لتقليل قطر الشعاع . وبعد خمس سنوات، في عام 1931، قام إرنست روسكا وماكس نول ببناء أول مجهر إلكتروني في العالم. وفي الجهاز، يتم إضاءة العينة أولاً بواسطة شعاع إلكتروني، ثم تقوم عدسة الإلكترون بتوسيع الشعاع الذي يمر قبل أن يسقط على شاشة مضيئة خاصة. أعطى المجهر الأول تكبيرًا قدره 400 مرة فقط، لكن استبدال الضوء بالإلكترونات فتح الطريق أمام التصوير الفوتوغرافي بتكبير مئات الآلاف من المرات: ولم يكن على المصممين سوى التغلب على بعض العقبات التقنية.

لقد أتاح المجهر الإلكتروني فحص بنية الخلايا بجودة لم يكن من الممكن تحقيقها في السابق. لكن من هذه الصورة يستحيل فهم عمر الخلايا ووجود بروتينات معينة فيها، وهذه المعلومة ضرورية جداً للعلماء.

تسمح المجاهر الإلكترونية الآن بالتقاط صور قريبة للفيروسات. هناك تعديلات مختلفة للأجهزة التي لا تسمح فقط بالتألق من خلال المقاطع الرقيقة، ولكن أيضًا للنظر إليها في "الضوء المنعكس" (في الإلكترونات المنعكسة بالطبع). لن نتحدث بالتفصيل عن جميع الخيارات المتاحة للمجاهر، ولكننا نلاحظ أن الباحثين مؤخرًا تعلموا كيفية استعادة الصورة من نمط الحيود.

المس، لا ترى

وجاءت ثورة أخرى على حساب مزيد من الابتعاد عن مبدأ "نور وانظر". لم يعد مجهر القوة الذرية، وكذلك مجهر المسح النفقي، يلمع على سطح العينات. وبدلا من ذلك، تتحرك إبرة رفيعة بشكل خاص عبر السطح، والتي ترتد حرفيا حتى على نتوءات بحجم ذرة واحدة.

وبدون الخوض في تفاصيل كل هذه الأساليب، نلاحظ الشيء الرئيسي: لا يمكن تحريك إبرة المجهر النفقي على طول السطح فحسب، بل يمكن استخدامها أيضًا لإعادة ترتيب الذرات من مكان إلى آخر. هذه هي الطريقة التي ينشئ بها العلماء النقوش والرسومات وحتى الرسوم الكاريكاتورية التي يلعب فيها صبي مرسوم بالذرة. ذرة زينون حقيقية مسحوبة بواسطة طرف المجهر النفقي الماسح.

يطلق عليه اسم المجهر النفقي لأنه يستخدم تأثير تيار النفق الذي يتدفق عبر الإبرة: تمر الإلكترونات عبر الفجوة بين الإبرة والسطح بسبب تأثير النفق الذي تنبأت به ميكانيكا الكم. يتطلب هذا الجهاز فراغًا للعمل.

يعد مجهر القوة الذرية (AFM) أقل تطلبًا بكثير فيما يتعلق بالظروف البيئية - حيث يمكنه (مع عدد من القيود) العمل دون ضخ الهواء. بمعنى ما، فإن AFM هو خليفة تكنولوجيا النانو للجراموفون. إبرة مثبتة على دعامة ناتئة رفيعة ومرنة ( ناتئوهناك "قوس")، يتحرك على طول السطح دون تطبيق جهد كهربائي عليه ويتبع تضاريس العينة بنفس الطريقة التي تتبع بها إبرة الحاكي طول أخاديد أسطوانة الحاكي. يؤدي انحناء الكابولي إلى انحراف المرآة المثبتة عليه، فتحرف المرآة شعاع الليزر، وهذا يجعل من الممكن تحديد شكل العينة قيد الدراسة بدقة شديدة. الشيء الرئيسي هو أن يكون لديك نظام دقيق إلى حد ما لتحريك الإبرة، بالإضافة إلى مخزون من الإبر التي يجب أن تكون حادة تمامًا. ولا يجوز أن يتجاوز نصف قطر الانحناء عند أطراف هذه الإبر نانومترًا واحدًا.

يسمح لك AFM برؤية الذرات والجزيئات الفردية، ولكنه، مثل المجهر النفقي، لا يسمح لك بالنظر تحت سطح العينة. بمعنى آخر، يتعين على العلماء الاختيار بين القدرة على رؤية الذرات والقدرة على دراسة الجسم بأكمله. ومع ذلك، حتى بالنسبة للمجاهر الضوئية، لا يمكن دائمًا الوصول إلى الأجزاء الداخلية للعينات المدروسة، لأن المعادن أو الفلزات عادةً ما تنقل الضوء بشكل سيئ. بالإضافة إلى ذلك، لا تزال هناك صعوبات في تصوير الذرات - حيث تظهر هذه الأجسام على شكل كرات بسيطة، ولا يظهر شكل السحب الإلكترونية في مثل هذه الصور.

إن إشعاع السنكروترون، الذي يحدث أثناء تباطؤ الجزيئات المشحونة المشتتة بواسطة المسرعات، يجعل من الممكن دراسة البقايا المتحجرة لحيوانات ما قبل التاريخ. ومن خلال تدوير العينة تحت الأشعة السينية، يمكننا الحصول على صور مقطعية ثلاثية الأبعاد - هكذا، على سبيل المثال، تم العثور على الدماغ داخل جمجمة الأسماك التي انقرضت منذ 300 مليون سنة. يمكنك الاستغناء عن الدوران إذا كان تسجيل الإشعاع المرسل يتم عن طريق تثبيت الأشعة السينية المتناثرة بسبب الحيود.

وهذه ليست كل الاحتمالات التي تفتحها الأشعة السينية. عند تشعيعها، تتألق العديد من المواد، ويمكن تحديد التركيب الكيميائي للمادة من خلال طبيعة التألق: وبهذه الطريقة، يقوم العلماء بتلوين القطع الأثرية القديمة، أو أعمال أرخميدس التي تم محوها في العصور الوسطى، أو لون القطع الأثرية القديمة. ريش الطيور المنقرضة منذ فترة طويلة.

طرح الذرات

على خلفية كل الإمكانيات التي توفرها طرق الأشعة السينية أو التألق البصري، لم تعد الطريقة الجديدة لتصوير الذرات الفردية تبدو بمثابة تقدم كبير في العلوم. جوهر الطريقة التي مكنت من الحصول على الصور المعروضة هذا الأسبوع هو كما يلي: يتم انتزاع الإلكترونات من الذرات المتأينة وإرسالها إلى كاشف خاص. كل فعل تأين يجرد الإلكترون من موضع معين ويعطي نقطة واحدة على "الصورة". بعد أن تراكمت عدة آلاف من هذه النقاط، قام العلماء بتكوين صورة توضح الأماكن الأكثر احتمالية للعثور على إلكترون حول نواة الذرة، وهذا، بحكم التعريف، سحابة إلكترونية.

في الختام، لنفترض أن القدرة على رؤية الذرات الفردية من خلال سحبها الإلكترونية هي أشبه بحبة الكرز على كعكة الفحص المجهري الحديث. وكان من المهم للعلماء دراسة بنية المواد، ودراسة الخلايا والبلورات، وتطور التقنيات الناتجة عن ذلك مكّن من الوصول إلى ذرة الهيدروجين. وأي شيء أقل من ذلك هو بالفعل مجال اهتمام المتخصصين في فيزياء الجسيمات الأولية. ولا يزال لدى علماء الأحياء وعلماء المواد والجيولوجيين مجال لتحسين المجاهر حتى مع تكبير متواضع إلى حد ما مقارنة بالذرات. على سبيل المثال، أراد خبراء الفيزيولوجيا العصبية منذ فترة طويلة أن يكون لديهم جهاز يمكنه رؤية الخلايا الفردية داخل الدماغ الحي، وقد يبيع مبتكرو المركبات الجوالة أرواحهم مقابل مجهر إلكتروني يمكن وضعه على متن مركبة فضائية ويمكن أن يعمل على المريخ.

آفة أواخر القرن العشرين التي تسببت في وفاة فريدي ميركوري، تحمل سنويًا آلاف الأشخاص إلى ما وراء خط اللاعودة إلى عالم الأحياء.
يجب أن نعرف عدو الإنسانية، ننظر ونتذكر جزيء فيروس الإيدز، والذي يندرج في الأوساط العلمية تحت الاسم المستعار فيروس نقص المناعة البشرية.

هذه هي الطريقة تقريبًا التي تنقسم بها الخلايا إلى نوعها الخاص.
في الصورة لحظة انقسام خلية الخميرة.

أي كائن بيولوجي، سواء كان إنسانًا أو نباتًا، يتكون من جينات.
سلسلة كاملة من الجينات، من حيث المبدأ، والتي يعتمد عليها الكثير، بسبب عدم وجود جينات معينة، يتحول الشخص بسهولة إلى نبات. ولم يتم ملاحظة العملية العكسية في الطبيعة بعد.
في الصورة الجين النباتي هو نبات الأرابيدوبسيس، وهنا هو في شكل ثلاثي الأبعاد.

نعم، ربما سيتعرف أي طالب على هذه الصورة!
بذرة طماطم محاطة بشعيرات صغيرة تبدو وكأنها لزجة عند اللمس. حماية البذور من الجفاف المبكر.

ها هو الحلم الذي طال انتظاره لغالبية البشرية!
ومن أجل امتلاك هذا خاضت حروب طويلة ودموية وقُتل وسُرق المارة عند البوابة. تاريخ البشرية كله متورط في هذا.

لأول مرة في العالم، تمكن العلماء من الحصول على صورة مرئية لجزيء بدقة ذرات مفردة في عملية إعادة ترتيب روابطه الجزيئية. وتبين أن الصورة الناتجة تشبه بشكل مدهش الصور الموجودة في كتب الكيمياء المدرسية.

حتى الآن، لم يتمكن العلماء إلا من استخلاص استنتاجات افتراضية حول الهياكل الجزيئية. ولكن بمساعدة التكنولوجيا الجديدة، أصبحت الروابط الذرية الفردية - التي يبلغ طول كل منها بضعة أجزاء من عشرة ملايين من المليمتر - التي تربط 26 ذرة كربون و14 ذرة هيدروجين في هذا الجزيء مرئية بوضوح. ونشرت نتائج هذه الدراسة في 30 مايو في مجلة ساينس.

كان هدف فريق المجربين في البداية هو تجميع الهياكل النانوية بدقة من الجرافين، وهي مادة ذرية أحادية الطبقة يتم فيها ترتيب ذرات الكربون في نمط سداسي متكرر. يتطلب إنشاء قرص عسل كربوني إعادة ترتيب الذرات من سلسلة خطية إلى شبكة سداسية؛ مثل هذا التفاعل يمكن أن يخلق عدة جزيئات مختلفة. أراد الكيميائي في بيركلي فيليكس فيشر وزملاؤه تصور الجزيئات للتأكد من أنها تفعل كل شيء بشكل صحيح.

يظهر الجزيء المحتوي على الكربون في الصورة قبل وبعد إعادة ترتيبه، مع تضمين اثنين من منتجات التفاعل الأكثر شيوعًا. مقياس الصورة - 3 أنجستروم، أو 3 جزء من عشرة مليارات من المتر

لتوثيق وصفة الجرافين، احتاج فيشر إلى أداة بصرية قوية جدًا، فاستخدم المجهر الذري الموجود في مختبر بجامعة بيركلي. تستخدم المجاهر الذرية غير المتصلة قلمًا حساسًا للغاية لقراءة القوى الكهربائية التي تنتجها الجزيئات؛ عندما يتحرك طرف الإبرة على طول سطح الجزيء، فإنه ينحرف بشحنات مختلفة، مما يخلق صورة لكيفية ترتيب الذرات والروابط بينها.

وبمساعدتها، لم يتمكن فريق الباحثين من تصور ذرات الكربون فحسب، بل أيضًا الروابط التي أنشأتها الإلكترونات بينها. لقد وضعوا جزيئًا على شكل حلقة على سطح فضي وقاموا بتسخينه لتغيير شكله. وتمكن التبريد اللاحق من إصلاح منتجات التفاعل، ومن بينها ثلاثة مكونات غير متوقعة وجزيء واحد توقعه العلماء.

عروض تقديمية أخرى حول الفيزياء الجزيئية

"طاقة الربط النووي" - العناصر ذات الأعداد الكتلية من 50 إلى 60 لديها أقصى طاقة ربط (8.6 MeV/nucleon). - عيب الكتلة. تميل قوى كولوم إلى كسر النواة. طاقة الارتباط للنيوكليونات على السطح أقل من طاقة الارتباط للنيوكليونات داخل النواة. Uchim.net. طاقة الربط للنواة الذرية. طاقة ربط محددة. معادلة أينشتاين بين الكتلة والطاقة:

"بنية النواة الذرية" - غرفة السحابة المضادة لجيجر. الراديوم (مشع). استخدام الإشعاع الإشعاعي. ماري سكلودوفسكا كوري وبيير كوري. بيكريل أنطوان هنري - 1897 الاندماج النووي الحراري هو تفاعل اندماج النوى الخفيفة. عدد الكتلة M - كتلة النواة، عدد النيوكليونات، عدد النيوترونات M-Z. البولونيوم. التفاعل النووي المتسلسل.

"تطبيق التأثير الكهروضوئي" - المؤسسة التعليمية الحكومية NPO Professional Lyceum رقم 15. تاريخ اكتشاف ودراسة التأثير الكهروضوئي. أكملها: مدرس الفيزياء فارلاموفا مارينا فيكتوروفنا. معادلة أينشتاين للتأثير الكهروضوئي أ. أينشتاين. مراقبة التأثير الكهروضوئي. ستوليتوف أ.ج. تتناسب قوة تيار التشبع مع شدة الإشعاع الساقط على الكاثود.

"بنية نواة الذرة" - أ10-12. التحول الإشعاعي للنواة الذرية. وبالتالي، يتكون الإشعاع من تيارات من الجسيمات الإيجابية والسلبية والمحايدة. 13 - 15. 1896 اكتشف هنري بيكريل (فرنسي) ظاهرة النشاط الإشعاعي. يشار - ، لديه كتلة؟ 1a.u.m. والشحنة تساوي شحنة الإلكترون. 5. الذرة محايدة، لأن شحنة النواة تساوي الشحنة الكلية للإلكترونات.

"تكوين النواة الذرية" - العدد الكتلي. القوى النووية - القوى الجاذبة التي تربط البروتونات والنيوترونات في النواة. القوى النووية. منظر عام للتسمية الأساسية. عدد تهمة. عدد الشحنة يساوي شحنة النواة، معبرًا عنها بالشحنات الكهربائية الأولية. رقم الشحنة يساوي الرقم الترتيبي للعنصر الكيميائي. عدة مرات أكبر من قوات كولومب.

"تركيب البلازما" - مدة البناء 8-10 سنوات. شكرًا لكم على اهتمامكم. البناء والبنية التحتية لـ ITER. إنشاء توكاماك. معلمات تصميم ITER. إنشاء ITER (ITER). 5. التكلفة التقريبية 5 مليار يورو. الأسلحة النووية الحرارية. مساهمة روسيا في مفاعل ITER. 2. الاستفادة من الطاقة النووية الحرارية. متطلبات الطاقة.