दुनिया में पहली बार आणविक बंधन का एक स्नैपशॉट प्राप्त किया गया है। पानी की संरचना माइक्रोस्कोप के तहत पानी के अणु की एक तस्वीर

रॉयल फ़ोटोग्राफ़िक सोसाइटी द्वारा "फ़ोटोग्राफ़र ऑफ़ द ईयर" के खिताब का दावा करने वाले फाइनलिस्ट की तस्वीरों का मूल्यांकन करने के लिए हम आपको आमंत्रित करते हैं। विजेता की घोषणा 7 अक्टूबर को की जाएगी और सर्वश्रेष्ठ कार्यों की प्रदर्शनी 7 अक्टूबर से 5 जनवरी तक लंदन के विज्ञान संग्रहालय में आयोजित की जाएगी।

संस्करण पीएम

किम कॉक्स द्वारा साबुन का बुलबुला संरचना

साबुन के बुलबुले अपने अंदर की जगह को अनुकूलित करते हैं और हवा की एक निश्चित मात्रा के लिए अपने सतह क्षेत्र को कम करते हैं। यह उन्हें कई क्षेत्रों में, विशेष रूप से, सामग्री विज्ञान के क्षेत्र में अध्ययन का एक उपयोगी वस्तु बनाता है। बुलबुले की दीवारें गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के तहत नीचे की ओर बहती प्रतीत होती हैं: वे ऊपर से पतली और नीचे मोटी होती हैं।

यास्मीन क्रॉफर्ड द्वारा "ऑक्सीजन अणुओं पर अंकन"

छवि फालमाउथ विश्वविद्यालय में फोटोग्राफी में मास्टर डिग्री के लिए लेखक की आखिरी बड़ी परियोजना का हिस्सा है, जहां फोकस मायालजिक एन्सेफेलोमाइलाइटिस पर था। क्रॉफर्ड का कहना है कि वह ऐसी छवियां बनाता है जो हमें अस्पष्ट और अज्ञात से जोड़ती हैं।

"अनंत काल का शांत", लेखक एवगेनी सामुचेंको

तस्वीर हिमालय में गोसाईकुंडा झील पर 4400 मीटर की ऊंचाई पर ली गई थी। आकाशगंगा एक आकाशगंगा है जिसमें हमारा सौर मंडल शामिल है: रात के आकाश में प्रकाश की एक अस्पष्ट लकीर।

डेविड स्पीयर्स द्वारा "कन्फ्यूज्ड फ्लोर बीटल"

यह छोटा कीट भृंग अनाज और आटे के उत्पादों को संक्रमित करता है। छवि को एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ के साथ लिया गया और फिर फोटोशॉप में रंगीन किया गया।

डेव वाटसन द्वारा उत्तरी अमेरिका नेबुला

उत्तरी अमेरिका नेबुला NGC7000 नक्षत्र सिग्नस में एक उत्सर्जन नीहारिका है। नेबुला का आकार उत्तरी अमेरिका के आकार जैसा दिखता है - आप मैक्सिको की खाड़ी को भी देख सकते हैं।

विक्टर सिकोरा द्वारा स्टैग बीटल

फोटोग्राफर ने पांच बार के आवर्धन के साथ प्रकाश माइक्रोस्कोपी का इस्तेमाल किया।

मार्ज ब्रैडशॉ द्वारा लवेल टेलीस्कोप

ब्रैडशॉ कहते हैं, "जब से मैंने इसे स्कूल फील्ड ट्रिप पर देखा है, तब से मैं जोडरेल बैंक में लवेल टेलीस्कोप पर मोहित हो गया हूं।" वह उसके पहनावे को दिखाने के लिए कुछ और विस्तृत तस्वीरें लेना चाहती थी।

मैरी एन चिल्टन द्वारा "जेलिफ़िश अपसाइड डाउन"

तैरने के बजाय, यह प्रजाति अपना समय पानी में स्पंदन करने में बिताती है। जेलीफ़िश का रंग शैवाल खाने का परिणाम है।

हाइड्रोजन परमाणु इलेक्ट्रॉन बादलों को पकड़ता है। और यद्यपि आधुनिक भौतिक विज्ञानी भी त्वरक की मदद से एक प्रोटॉन के आकार का निर्धारण कर सकते हैं, हाइड्रोजन परमाणु, जाहिरा तौर पर, सबसे छोटी वस्तु बनी रहेगी, जिसकी छवि एक तस्वीर को कॉल करने के लिए समझ में आती है। "Lenta.ru" माइक्रोवर्ल्ड की तस्वीर लगाने के आधुनिक तरीकों का अवलोकन प्रस्तुत करता है।

कड़ाई से बोलते हुए, इन दिनों लगभग कोई साधारण फोटोग्राफी नहीं बची है। ऐसी छवियां जिन्हें हम आदतन तस्वीरें कहते हैं और उदाहरण के लिए, किसी भी Lenta.ru फोटो निबंध में पाई जा सकती हैं, वास्तव में कंप्यूटर मॉडल हैं। एक विशेष उपकरण में एक सहज मैट्रिक्स (पारंपरिक रूप से इसे अभी भी "कैमरा" कहा जाता है) कई अलग-अलग वर्णक्रमीय श्रेणियों में प्रकाश की तीव्रता के स्थानिक वितरण को निर्धारित करता है, नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स इस डेटा को डिजिटल रूप में संग्रहीत करता है, और फिर इसके आधार पर एक और इलेक्ट्रॉनिक सर्किट। डेटा, लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले में ट्रांजिस्टर को एक कमांड देता है। फिल्म, कागज, उनके प्रसंस्करण के लिए विशेष समाधान - यह सब विदेशी हो गया है। और अगर हमें शब्द का शाब्दिक अर्थ याद है, तो फोटोग्राफी "लाइट पेंटिंग" है। तो क्या कहें कि वैज्ञानिक सफल हुए छायाचित्र के लिएएक परमाणु, उचित मात्रा में पारंपरिकता के साथ ही संभव है।

सभी खगोलीय छवियों में से आधे से अधिक लंबे समय तक अवरक्त, पराबैंगनी और एक्स-रे दूरबीनों द्वारा लिए गए हैं। इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी प्रकाश से नहीं, बल्कि एक इलेक्ट्रॉन बीम से विकिरण करते हैं, जबकि परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी सुई से नमूने की राहत को स्कैन करते हैं। एक्स-रे माइक्रोस्कोप और चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग स्कैनर हैं। ये सभी उपकरण हमें विभिन्न वस्तुओं की सटीक छवियां देते हैं, और इस तथ्य के बावजूद कि निश्चित रूप से, यहां "लाइट पेंटिंग" की बात करना आवश्यक नहीं है, हम अभी भी खुद को ऐसी छवियों को तस्वीरें कॉल करने की अनुमति देते हैं।

एक प्रोटॉन के आकार या कणों के अंदर क्वार्क के वितरण को निर्धारित करने के लिए भौतिकविदों द्वारा किए गए प्रयोग पर्दे के पीछे रहेंगे; हमारी कहानी परमाणुओं के पैमाने तक सीमित होगी।

प्रकाशिकी कभी पुरानी नहीं होती

जैसा कि 20 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में निकला, ऑप्टिकल सूक्ष्मदर्शी में अभी भी विकसित होने की गुंजाइश है। जैविक और चिकित्सा अनुसंधान में एक निर्णायक क्षण फ्लोरोसेंट रंगों और विधियों का उदय था जो कुछ पदार्थों के चयनात्मक लेबलिंग की अनुमति देते हैं। यह "सिर्फ नया रंग" नहीं था, यह एक वास्तविक क्रांति थी।

आम गलत धारणा के विपरीत, प्रतिदीप्ति अंधेरे में बिल्कुल भी चमक नहीं है (बाद वाले को ल्यूमिनेसिसेंस कहा जाता है)। यह एक निश्चित ऊर्जा (जैसे, नीली रोशनी) के क्वांटा के अवशोषण की घटना है, जिसके बाद निम्न ऊर्जा के अन्य क्वांटा का उत्सर्जन होता है और तदनुसार, एक अलग प्रकाश (जब नीला अवशोषित होता है, तो हरा उत्सर्जित होगा)। यदि आप एक फिल्टर डालते हैं जो केवल डाई द्वारा उत्सर्जित क्वांटा को गुजरने देता है और प्रकाश को अवरुद्ध करता है जो प्रतिदीप्ति का कारण बनता है, तो आप रंगों के चमकीले धब्बों के साथ एक गहरे रंग की पृष्ठभूमि देख सकते हैं, और डाई, बदले में, नमूने को बेहद चुनिंदा रूप से रंग सकते हैं .

उदाहरण के लिए, आप तंत्रिका कोशिका के साइटोस्केलेटन को लाल रंग में रंग सकते हैं, सिनेप्स को हरे रंग में हाइलाइट कर सकते हैं और नाभिक को नीले रंग में हाइलाइट कर सकते हैं। आप एक फ्लोरोसेंट लेबल बना सकते हैं जो आपको कुछ शर्तों के तहत कोशिका द्वारा संश्लेषित झिल्ली या अणुओं पर प्रोटीन रिसेप्टर्स का पता लगाने की अनुमति देगा। इम्यूनोहिस्टोकेमिकल धुंधला होने की विधि ने जैविक विज्ञान में क्रांति ला दी है। और जब आनुवंशिक इंजीनियरों ने फ्लोरोसेंट प्रोटीन के साथ ट्रांसजेनिक जानवरों को बनाने का तरीका सीखा, तो इस विधि ने पुनर्जन्म का अनुभव किया: विभिन्न रंगों में चित्रित न्यूरॉन्स वाले चूहे एक वास्तविकता बन गए, उदाहरण के लिए।

इसके अलावा, इंजीनियरों ने तथाकथित कन्फोकल माइक्रोस्कोपी की एक विधि के साथ (और अभ्यास) किया। इसका सार इस तथ्य में निहित है कि माइक्रोस्कोप एक बहुत पतली परत पर केंद्रित है, और एक विशेष डायाफ्राम इस परत के बाहर की वस्तुओं द्वारा बनाए गए प्रकाश को काट देता है। ऐसा माइक्रोस्कोप क्रमिक रूप से ऊपर से नीचे तक एक नमूने को स्कैन कर सकता है और छवियों का एक ढेर प्राप्त कर सकता है, जो त्रि-आयामी मॉडल के लिए तैयार आधार है।

लेजर और परिष्कृत ऑप्टिकल बीम नियंत्रण प्रणालियों के उपयोग ने उज्ज्वल प्रकाश के तहत नाजुक जैविक नमूनों के डाई के लुप्त होने और सुखाने की समस्या को हल करना संभव बना दिया है: लेजर बीम नमूने को केवल तभी स्कैन करता है जब यह इमेजिंग के लिए आवश्यक हो। और एक संकीर्ण क्षेत्र के साथ एक ऐपिस के माध्यम से एक बड़ी तैयारी की जांच करने में समय और प्रयास बर्बाद न करने के लिए, इंजीनियरों ने एक स्वचालित स्कैनिंग प्रणाली का प्रस्ताव रखा: आप एक आधुनिक माइक्रोस्कोप के ऑब्जेक्ट चरण पर एक नमूना के साथ एक गिलास रख सकते हैं, और डिवाइस स्वतंत्र रूप से पूरे नमूने के बड़े पैमाने पर पैनोरमा को कैप्चर करेगा। उसी समय, वह सही जगहों पर ध्यान केंद्रित करेगा, और फिर कई फ़्रेमों को एक साथ चिपका देगा।

कुछ सूक्ष्मदर्शी जीवित चूहों, चूहों या कम से कम छोटे अकशेरूकीय को समायोजित कर सकते हैं। अन्य मामूली वृद्धि देते हैं, लेकिन एक्स-रे मशीन के साथ संयुक्त होते हैं। कंपन हस्तक्षेप को खत्म करने के लिए, कई को विशेष टेबल पर रखा जाता है जिसका वजन कई टन घर के अंदर सावधानीपूर्वक नियंत्रित माइक्रॉक्लाइमेट के साथ होता है। ऐसी प्रणालियों की लागत अन्य इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी की लागत से अधिक है, और सबसे सुंदर फ्रेम के लिए प्रतियोगिताएं लंबे समय से एक परंपरा बन गई हैं। इसके अलावा, प्रकाशिकी में सुधार जारी है: सर्वोत्तम प्रकार के कांच की खोज और इष्टतम लेंस संयोजनों के चयन से, इंजीनियरों ने प्रकाश को केंद्रित करने के तरीकों पर आगे बढ़ गए हैं।

हमने विशेष रूप से कई तकनीकी विवरणों को सूचीबद्ध किया है ताकि यह दिखाया जा सके कि जैविक अनुसंधान में प्रगति लंबे समय से अन्य क्षेत्रों में प्रगति से जुड़ी हुई है। यदि कई सौ तस्वीरों में सना हुआ कोशिकाओं की संख्या को स्वचालित रूप से गिनने में सक्षम कोई कंप्यूटर नहीं थे, तो सुपरमाइक्रोस्कोप बहुत कम उपयोग के होंगे। और फ्लोरोसेंट रंगों के बिना, सभी लाखों कोशिकाएं एक दूसरे से अप्रभेद्य होंगी, इसलिए नए के गठन या पुराने लोगों की मृत्यु का पालन करना लगभग असंभव होगा।

वास्तव में, पहला सूक्ष्मदर्शी एक गोलाकार लेंस से जुड़ा एक क्लैंप था। इस तरह के माइक्रोस्कोप का एक एनालॉग एक साधारण प्लेइंग कार्ड हो सकता है जिसमें एक छेद और पानी की एक बूंद होती है। कुछ रिपोर्टों के मुताबिक, पिछली शताब्दी में पहले से ही कोलिमा में सोने के खनिकों द्वारा इस तरह के उपकरणों का इस्तेमाल किया गया था।

विवर्तन सीमा से परे

ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप में एक मूलभूत कमी है। तथ्य यह है कि उन वस्तुओं के आकार को बहाल करना असंभव है जो प्रकाश तरंगों के आकार से तरंग दैर्ध्य की तुलना में बहुत छोटे हो गए हैं: आप बस अपने हाथ से सामग्री की बारीक बनावट की जांच करने का प्रयास कर सकते हैं। मोटी वेल्डिंग दस्ताने।

विवर्तन द्वारा बनाई गई सीमाओं को आंशिक रूप से दूर किया गया है, और भौतिकी के नियमों का उल्लंघन किए बिना। दो परिस्थितियां ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप को विवर्तन बाधा के तहत गोता लगाने में मदद करती हैं: तथ्य यह है कि प्रतिदीप्ति क्वांटा के दौरान अलग-अलग डाई अणुओं द्वारा उत्सर्जित किया जाता है (जो एक दूसरे से काफी दूर हो सकते हैं), और यह तथ्य कि प्रकाश तरंगों को सुपरइम्पोज़ करके एक उज्ज्वल प्राप्त करना संभव है तरंग दैर्ध्य से छोटे व्यास के साथ स्पॉट।

जब एक दूसरे पर आरोपित किया जाता है, तो प्रकाश तरंगें एक दूसरे को रद्द करने में सक्षम होती हैं, इसलिए, नमूने के रोशनी पैरामीटर ऐसे होते हैं कि सबसे छोटा संभव क्षेत्र उज्ज्वल क्षेत्र में आता है। गणितीय एल्गोरिदम के संयोजन में, उदाहरण के लिए, भूत-प्रेत को हटा सकते हैं, ऐसी दिशात्मक प्रकाश व्यवस्था छवि गुणवत्ता में एक नाटकीय सुधार प्रदान करती है। यह संभव हो जाता है, उदाहरण के लिए, एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के साथ इंट्रासेल्युलर संरचनाओं की जांच करने के लिए और यहां तक ​​कि (कॉन्फोकल माइक्रोस्कोपी के साथ वर्णित विधि को मिलाकर) उनकी त्रि-आयामी छवियों को प्राप्त करने के लिए।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों से पहले इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप

परमाणुओं और अणुओं की खोज के लिए वैज्ञानिकों को उन्हें देखने की जरूरत नहीं पड़ी - आणविक सिद्धांत को वस्तु को देखने की जरूरत नहीं थी। लेकिन सूक्ष्म जीव विज्ञान सूक्ष्मदर्शी के आविष्कार के बाद ही संभव हुआ। इसलिए, सबसे पहले, सूक्ष्मदर्शी दवा और जीव विज्ञान के साथ जुड़े हुए थे: भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ जिन्होंने अन्य तरीकों से प्रबंधित बहुत छोटी वस्तुओं का अध्ययन किया था। जब वे सूक्ष्म जगत को भी देखना चाहते थे, तो विवर्तन सीमाएं एक गंभीर समस्या बन गईं, खासकर जब से ऊपर वर्णित प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी के तरीके अभी भी अज्ञात थे। और यदि विचार की जाने वाली वस्तु और भी कम हो तो संकल्प को 500 से 100 नैनोमीटर तक बढ़ाने में कोई समझदारी नहीं है!

यह जानते हुए कि इलेक्ट्रॉन तरंग और कण दोनों के रूप में व्यवहार कर सकते हैं, जर्मनी के भौतिकविदों ने 1926 में एक इलेक्ट्रॉन लेंस बनाया। यह विचार किसी भी स्कूली बच्चे के लिए बहुत सरल और समझने योग्य था: चूंकि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों को विक्षेपित करता है, इसका उपयोग इन कणों के बीम के आकार को अलग-अलग दिशाओं में खींचकर, या, इसके विपरीत, कम करने के लिए किया जा सकता है। बीम का व्यास। पांच साल बाद, 1931 में, अर्नस्ट रुस्का और मैक्स नॉल ने दुनिया का पहला इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप बनाया। डिवाइस में, नमूना पहले एक इलेक्ट्रॉन बीम द्वारा प्रकाशित किया गया था, और फिर इलेक्ट्रॉन लेंस ने बीम का विस्तार किया जो कि एक विशेष ल्यूमिनसेंट स्क्रीन पर गिरने से पहले से गुजरा। पहले माइक्रोस्कोप ने केवल 400 गुना आवर्धन दिया, लेकिन इलेक्ट्रॉनों के साथ प्रकाश के प्रतिस्थापन ने सैकड़ों हजारों बार आवर्धन के साथ फोटो खिंचवाने का रास्ता खोल दिया: डिजाइनरों को केवल कुछ तकनीकी बाधाओं को दूर करना था।

इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप ने कोशिकाओं की संरचना की जांच एक ऐसी गुणवत्ता में करना संभव बना दिया जो पहले अप्राप्य थी। लेकिन इस तस्वीर से कोशिकाओं की उम्र और उनमें कुछ प्रोटीन की मौजूदगी को समझना असंभव है और यह जानकारी वैज्ञानिकों के लिए बहुत जरूरी है।

इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी अब वायरस की क्लोज-अप तस्वीरों की अनुमति देते हैं। उपकरणों के विभिन्न संशोधन हैं जो न केवल पतले वर्गों के माध्यम से चमकने की अनुमति देते हैं, बल्कि उन्हें "परावर्तित प्रकाश" (प्रतिबिंबित इलेक्ट्रॉनों में, निश्चित रूप से) पर विचार करने की अनुमति देते हैं। हम सूक्ष्मदर्शी के सभी विकल्पों के बारे में विस्तार से बात नहीं करेंगे, लेकिन हम ध्यान दें कि हाल ही में शोधकर्ताओं ने सीखा है कि विवर्तन पैटर्न से एक छवि को कैसे पुनर्स्थापित किया जाए।

स्पर्श करें, न देखें

एक और क्रांति "रोशनी और देखो" के सिद्धांत से एक और प्रस्थान की कीमत पर आई। एक परमाणु बल माइक्रोस्कोप, साथ ही एक स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप, अब नमूनों की सतह पर नहीं चमकता है। इसके बजाय, एक विशेष रूप से पतली सुई सतह पर चलती है, जो सचमुच एक परमाणु के आकार के धक्कों पर भी उछलती है।

ऐसी सभी विधियों के विवरण में जाने के बिना, हम मुख्य बात पर ध्यान देते हैं: एक टनलिंग माइक्रोस्कोप की सुई को न केवल सतह के साथ ले जाया जा सकता है, बल्कि परमाणुओं को एक स्थान से दूसरे स्थान पर पुनर्व्यवस्थित करने के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है। इस तरह से वैज्ञानिक शिलालेख, चित्र और यहां तक ​​कि कार्टून भी बनाते हैं जिसमें एक खींचा हुआ लड़का एक परमाणु के साथ खेलता है। एक स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप की नोक द्वारा खींचा गया एक वास्तविक क्सीनन परमाणु।

इसे टनलिंग माइक्रोस्कोप कहा जाता है क्योंकि यह सुई के माध्यम से बहने वाले टनलिंग करंट के प्रभाव का उपयोग करता है: क्वांटम यांत्रिकी द्वारा अनुमानित टनलिंग प्रभाव के कारण इलेक्ट्रॉन सुई और सतह के बीच की खाई से गुजरते हैं। इस उपकरण को संचालित करने के लिए एक वैक्यूम की आवश्यकता होती है।

परमाणु बल माइक्रोस्कोप (एएफएम) पर्यावरणीय परिस्थितियों पर बहुत कम मांग कर रहा है - यह (कई सीमाओं के साथ) वायु पंपिंग के बिना काम कर सकता है। एक मायने में, एएफएम ग्रामोफोन का नैनोटेक उत्तराधिकारी है। एक पतली और लचीली ब्रैकट ब्रैकेट पर लगाई गई सुई ( ब्रैकटऔर एक "ब्रैकेट" है), बिना वोल्टेज लगाए सतह के साथ चलता है और नमूने की राहत का उसी तरह अनुसरण करता है जैसे ग्रामोफोन सुई ग्रामोफोन रिकॉर्ड के खांचे के साथ चलती है। ब्रैकट के झुकने से उस पर लगा हुआ दर्पण विचलित हो जाता है, दर्पण लेजर बीम को विक्षेपित कर देता है, और इससे अध्ययन के तहत नमूने के आकार को बहुत सटीक रूप से निर्धारित करना संभव हो जाता है। मुख्य बात यह है कि सुई को स्थानांतरित करने के लिए काफी सटीक प्रणाली है, साथ ही सुइयों की आपूर्ति जो पूरी तरह से तेज होनी चाहिए। ऐसी सुइयों की युक्तियों पर वक्रता त्रिज्या एक नैनोमीटर से अधिक नहीं हो सकती है।

AFM आपको अलग-अलग परमाणुओं और अणुओं को देखने की अनुमति देता है, लेकिन, एक टनलिंग माइक्रोस्कोप की तरह, यह आपको नमूने की सतह के नीचे देखने की अनुमति नहीं देता है। दूसरे शब्दों में, वैज्ञानिकों को परमाणुओं को देखने में सक्षम होने और संपूर्ण वस्तु का अध्ययन करने में सक्षम होने के बीच चयन करना होगा। हालांकि, ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के लिए भी, अध्ययन किए गए नमूनों के अंदरूनी हिस्से हमेशा सुलभ नहीं होते हैं, क्योंकि खनिज या धातु आमतौर पर प्रकाश को खराब तरीके से प्रसारित करते हैं। इसके अलावा, परमाणुओं की तस्वीर लेने में अभी भी कठिनाइयाँ हैं - ये वस्तुएँ साधारण गेंदों के रूप में दिखाई देती हैं, ऐसी छवियों में इलेक्ट्रॉन बादलों का आकार दिखाई नहीं देता है।

सिंक्रोट्रॉन विकिरण, जो त्वरक द्वारा बिखरे हुए आवेशित कणों के मंदी के दौरान होता है, प्रागैतिहासिक जानवरों के डरावने अवशेषों का अध्ययन करना संभव बनाता है। एक्स-रे के तहत नमूने को घुमाकर, हम त्रि-आयामी टोमोग्राम प्राप्त कर सकते हैं - उदाहरण के लिए, मस्तिष्क मछली की खोपड़ी के अंदर पाया गया था जो 300 मिलियन वर्ष पहले विलुप्त हो गई थी। आप रोटेशन के बिना कर सकते हैं यदि प्रेषित विकिरण का पंजीकरण विवर्तन के कारण बिखरी हुई एक्स-रे को ठीक करके है।

और यह सभी संभावनाएं नहीं हैं जो एक्स-रे खुलती हैं। जब इसके साथ विकिरणित किया जाता है, तो कई सामग्री फ्लोरोसेंट, और पदार्थ की रासायनिक संरचना को फ्लोरोसेंस की प्रकृति द्वारा निर्धारित किया जा सकता है: इस तरह, वैज्ञानिक प्राचीन कलाकृतियों को रंगते हैं, आर्किमिडीज के कार्यों को मध्य युग में मिटा दिया जाता है, या रंग का रंग लंबे समय से विलुप्त पक्षियों के पंख।

परमाणुओं को प्रस्तुत करना

एक्स-रे या ऑप्टिकल फ्लोरोसेंस विधियों द्वारा प्रदान की जाने वाली सभी संभावनाओं की पृष्ठभूमि के खिलाफ, व्यक्तिगत परमाणुओं को चित्रित करने का एक नया तरीका अब विज्ञान में इतनी बड़ी सफलता नहीं लगता है। इस सप्ताह प्रस्तुत छवियों को प्राप्त करना संभव बनाने वाली विधि का सार इस प्रकार है: इलेक्ट्रॉनों को आयनित परमाणुओं से निकाला जाता है और एक विशेष डिटेक्टर को भेजा जाता है। आयनन की प्रत्येक क्रिया एक इलेक्ट्रॉन को एक निश्चित स्थान से हटा देती है और "फोटो" पर एक बिंदु देती है। ऐसे कई हजार बिंदुओं को जमा करने के बाद, वैज्ञानिकों ने एक परमाणु के नाभिक के चारों ओर एक इलेक्ट्रॉन को खोजने के लिए सबसे संभावित स्थानों को दिखाते हुए एक चित्र बनाया, और यह, परिभाषा के अनुसार, एक इलेक्ट्रॉन बादल है।

अंत में, मान लें कि व्यक्तिगत परमाणुओं को उनके इलेक्ट्रॉन बादलों के साथ देखने की क्षमता आधुनिक माइक्रोस्कोपी के केक पर एक चेरी की तरह है। वैज्ञानिकों के लिए सामग्री की संरचना का अध्ययन करना, कोशिकाओं और क्रिस्टल का अध्ययन करना महत्वपूर्ण था, और इसके परिणामस्वरूप प्रौद्योगिकियों के विकास ने हाइड्रोजन परमाणु तक पहुंचना संभव बना दिया। कुछ भी कम पहले से ही प्राथमिक कण भौतिकी के विशेषज्ञों की रुचि का क्षेत्र है। और जीवविज्ञानी, सामग्री वैज्ञानिकों और भूवैज्ञानिकों के पास अभी भी परमाणुओं की तुलना में मामूली आवर्धन के साथ सूक्ष्मदर्शी में सुधार करने के लिए जगह है। उदाहरण के लिए, न्यूरोफिज़ियोलॉजी के विशेषज्ञ लंबे समय से एक ऐसा उपकरण चाहते थे जो एक जीवित मस्तिष्क के अंदर अलग-अलग कोशिकाओं को देख सके, और रोवर्स के निर्माता अपनी आत्मा को एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के लिए बेच देंगे जो एक अंतरिक्ष यान में फिट होगा और मंगल पर काम कर सकता है।

20वीं सदी के अंत का संकट, जिसके कारण फ्रेडी मर्करी की मृत्यु हुई, हर साल हजारों लोगों को जीवित दुनिया में बिना किसी वापसी के लाइन से परे ले जाया जाता है।
मानवता के दुश्मन को जाना जाना चाहिए, हम एड्स वायरस के अणु को देखते हैं और याद करते हैं, जो वैज्ञानिक हलकों में छद्म नाम एचआईवी के तहत आता है।

यह लगभग उसी तरह है जैसे कोशिकाएं अपनी तरह से विभाजित होती हैं।
चित्र में, खमीर कोशिका के विभाजन का क्षण।

कोई भी जैविक प्राणी, चाहे वह व्यक्ति हो या पौधा, जीन से बना होता है।
जीन की एक पूरी श्रृंखला, सिद्धांत रूप में, जिस पर बहुत कुछ निर्भर करता है, कुछ जीनों की कमी के कारण, एक व्यक्ति आसानी से एक पौधे में बदल जाता है। रिवर्स प्रक्रिया अभी तक प्रकृति में नहीं देखी गई है।
चित्र में, पौधे का जीन अरेबिडोप्सिस है, यहाँ यह 3D में है।

हाँ, शायद कोई विद्यार्थी इस तस्वीर को पहचान लेगा!
टमाटर का बीज छोटे बालों से घिरा होता है जो छूने में कीचड़ जैसा लगता है। बीज को समय से पहले सूखने से बचाना।

यहाँ यह है, बहुसंख्यक मानव जाति का वांछित सपना!
इस पर अधिकार करने के लिए लंबे और खूनी युद्ध लड़े गए, राहगीरों को मार डाला गया और प्रवेश द्वार में लूट लिया गया। इसमें मानव जाति का पूरा इतिहास शामिल है।

दुनिया में पहली बार, वैज्ञानिकों ने अपने आणविक बंधों को पुनर्व्यवस्थित करने की प्रक्रिया में एकल परमाणुओं के संकल्प में एक अणु की एक दृश्य छवि प्राप्त करने में कामयाबी हासिल की है। परिणामी छवि आश्चर्यजनक रूप से रसायन विज्ञान की पाठ्यपुस्तकों के चित्रों के समान थी।

अब तक, वैज्ञानिक केवल आणविक संरचनाओं के बारे में काल्पनिक निष्कर्ष ही निकाल सकते थे। लेकिन नई तकनीक की मदद से इस अणु में 26 कार्बन परमाणुओं और 14 हाइड्रोजन परमाणुओं को जोड़ने वाले व्यक्तिगत परमाणु बंधन - प्रत्येक एक मिलीमीटर के कुछ दस-मिलियनवें हिस्से में स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं। इस अध्ययन के परिणाम 30 मई को साइंस जर्नल में प्रकाशित हुए थे।

प्रयोगकर्ताओं की टीम ने शुरू में ग्राफीन से नैनोस्ट्रक्चर को ठीक से इकट्ठा करने का लक्ष्य रखा था, एक एकल-परत परमाणु सामग्री जिसमें कार्बन परमाणुओं को दोहराए जाने वाले हेक्सागोनल पैटर्न में व्यवस्थित किया जाता है। कार्बन मधुकोश बनाने के लिए परमाणुओं को एक रैखिक श्रृंखला से हेक्सागोनल नेटवर्क में पुनर्व्यवस्थित करने की आवश्यकता होती है; इस तरह की प्रतिक्रिया कई अलग-अलग अणु बना सकती है। बर्कले केमिस्ट फेलिक्स फिशर और उनके सहयोगी यह सुनिश्चित करने के लिए अणुओं की कल्पना करना चाहते थे कि वे सब कुछ ठीक कर रहे हैं।

फोटो में कार्बन युक्त अणु दो सबसे आम प्रतिक्रिया उत्पादों को शामिल करने के साथ, इसके पुनर्व्यवस्था से पहले और बाद में दिखाया गया है। छवि पैमाना - 3 एंगस्ट्रॉम, या 3 मीटर का दस-अरबवाँ भाग

ग्राफीन नुस्खा का दस्तावेजीकरण करने के लिए, फिशर को एक बहुत शक्तिशाली ऑप्टिकल उपकरण की आवश्यकता थी, और उन्होंने बर्कले विश्वविद्यालय में एक प्रयोगशाला में स्थित एक परमाणु माइक्रोस्कोप का उपयोग किया। गैर-संपर्क परमाणु सूक्ष्मदर्शी अणुओं द्वारा उत्पन्न विद्युत बलों को पढ़ने के लिए एक अत्यंत संवेदनशील लेखनी का उपयोग करते हैं; जैसे ही सुई की नोक अणु की सतह के साथ चलती है, यह विभिन्न आवेशों द्वारा विक्षेपित हो जाती है, जिससे एक छवि बनती है कि परमाणु कैसे व्यवस्थित होते हैं और उनके बीच के बंधन।

इसकी मदद से, शोधकर्ताओं की टीम न केवल कार्बन परमाणुओं की कल्पना करने में सक्षम थी, बल्कि उनके बीच इलेक्ट्रॉनों द्वारा बनाए गए बंधन भी। उन्होंने चांदी की सतह पर एक अंगूठी के आकार का अणु रखा और इसका आकार बदलने के लिए इसे गर्म किया। बाद में शीतलन प्रतिक्रिया उत्पादों को ठीक करने में कामयाब रहा, जिनमें से तीन अप्रत्याशित घटक और एक अणु थे जिनकी वैज्ञानिकों को उम्मीद थी।

आणविक भौतिकी के बारे में अन्य प्रस्तुतियाँ

"न्यूक्लियर बाइंडिंग एनर्जी" - 50 से 60 तक द्रव्यमान संख्या वाले तत्वों में अधिकतम बाध्यकारी ऊर्जा (8.6 MeV/न्यूक्लियॉन) होती है। - द्रव्यमान दोष। कूलम्ब बल नाभिक को तोड़ने की प्रवृत्ति रखते हैं। सतह पर न्यूक्लियंस की बाध्यकारी ऊर्जा नाभिक के अंदर न्यूक्लियंस की तुलना में कम होती है। Uchim.net. परमाणु नाभिक की बंधन ऊर्जा। विशिष्ट बंधन ऊर्जा। द्रव्यमान और ऊर्जा के बीच आइंस्टीन का समीकरण:

"परमाणु नाभिक की संरचना" - गीजर काउंटर क्लाउड चैंबर। रेडियम (उज्ज्वल)। रेडियोधर्मी विकिरण का उपयोग। मैरी स्कोलोडोव्स्का-क्यूरी और पियरे क्यूरी। बेकरेल एंटोनी हेनरी - 1897 थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन प्रकाश नाभिक की संलयन प्रतिक्रिया है। एम-द्रव्यमान संख्या - नाभिक का द्रव्यमान, नाभिक की संख्या, न्यूट्रॉन की संख्या एम-जेड। पोलोनियम। श्रृंखला परमाणु प्रतिक्रिया।

"फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का अनुप्रयोग" - राज्य शैक्षणिक संस्थान एनपीओ प्रोफेशनल लिसेयुम नंबर 15। फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की खोज और अध्ययन का इतिहास। द्वारा पूरा किया गया: भौतिकी के शिक्षक वरलामोवा मरीना विक्टोरोवना। फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के लिए आइंस्टीन का समीकरण ए आइंस्टीन। फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का अवलोकन। स्टोलेटोव ए.जी. संतृप्ति धारा शक्ति कैथोड पर विकिरण घटना की तीव्रता के समानुपाती होती है।

"परमाणु के नाभिक की संरचना" - ए। 10 -12। परमाणु नाभिक का रेडियोधर्मी परिवर्तन। नतीजतन, विकिरण में सकारात्मक कणों की धाराएं होती हैं, नकारात्मक और तटस्थ। 13 - 15. 1896 हेनरी बेकरेल (फ्रांसीसी) ने रेडियोधर्मिता की घटना की खोज की। निरूपित - , द्रव्यमान है? पूर्वाह्न 1 बजे और आवेश इलेक्ट्रॉन के आवेश के बराबर होता है। 5. परमाणु उदासीन होता है, क्योंकि नाभिक का आवेश इलेक्ट्रॉनों के कुल आवेश के बराबर होता है।

"परमाणु नाभिक की संरचना" - द्रव्यमान संख्या। परमाणु बल - आकर्षक बल जो नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को बांधते हैं। परमाणु बल। मुख्य पदनाम का सामान्य दृश्य। चार्ज नंबर। आवेश संख्या नाभिक के आवेश के बराबर होती है, जिसे प्राथमिक विद्युत आवेशों में व्यक्त किया जाता है। आवेश संख्या रासायनिक तत्व की क्रम संख्या के बराबर होती है। कूलम्ब बलों से कई गुना अधिक।

"प्लाज्मा संश्लेषण" - निर्माण अवधि 8-10 वर्ष है। आपके ध्यान देने के लिए धन्यवाद! आईटीईआर का निर्माण और बुनियादी ढांचा। टोकामक का निर्माण। आईटीईआर डिजाइन पैरामीटर। आईटीईआर (आईटीईआर) का निर्माण। 5. अनुमानित लागत 5 अरब यूरो। थर्मोन्यूक्लियर हथियार। ITER रिएक्टर में रूस का योगदान। 2. थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा का लाभ। ऊर्जा की आवश्यकताएं।