Os cientistas usam uma variedade de ferramentas para observar átomos, cada um oferecendo uma perspectiva diferente e revelando diferentes aspectos de sua estrutura e comportamento. Aqui estão alguns dos mais importantes:
1. Microscópios: *
Microscópio de tunelamento de varredura (STM): Este microscópio usa uma ponta metálica nítida para escanear a superfície de um material. A ponta é incrivelmente perto da superfície, e um fenômeno quântico chamado "tunelamento" permite que os elétrons fluam entre a ponta e o material. Essa corrente é medida e usada para criar uma imagem da superfície no nível atômico.
* Microscópio de Força Atômica (AFM): Semelhante ao STM, mas usa um cantilever minúsculo com uma ponta nítida para escanear a superfície. A ponta interage com os átomos da superfície e dobras ou desvios, que é medido para criar uma imagem 3D da superfície.
* Microscópio eletrônico de transmissão (TEM): Os elétrons são disparados através de uma amostra fina e sua interação com os átomos dentro da amostra cria uma imagem. Essa técnica é usada para observar a estrutura interna dos materiais, incluindo o arranjo de átomos nas moléculas.
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Microscópio eletrônico de varredura (SEM): Um feixe de elétrons focado é digitalizado em toda a superfície de uma amostra. A interação dos elétrons com a amostra gera sinais que fornecem informações sobre a morfologia da superfície da amostra, a composição e outras propriedades. Essa técnica é usada para observar a estrutura da superfície dos materiais na nanoescala.
2. Espectroscopia: *
difração de raios-X (DRX): Essa técnica usa a difração de raios-X pelos átomos em uma treliça de cristal para determinar o arranjo dos átomos e o espaçamento entre eles. Isso fornece informações sobre a estrutura e as propriedades dos cristais e materiais.
* espectroscopia de elétrons: Este método usa elétrons para investigar a estrutura eletrônica de átomos e moléculas. Diferentes tipos de espectroscopia de elétrons, como a espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS), a espectroscopia de elétrons e os AEs (EAs) e a espectroscopia de perda de energia eletrônica (EELS), fornece informações sobre a composição química, estados eletrônicos e ligação de materiais.
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ressonância magnética nuclear (RMN): Essa técnica usa campos magnéticos para alinhar os núcleos dos átomos e depois investigam suas interações entre si. A RMN é usada para estudar a estrutura das moléculas, a dinâmica dos átomos nas moléculas e as propriedades dos materiais.
3. Outras técnicas: *
Espectrometria de massa: Essa técnica é usada para medir a relação massa / carga de íons, que pode ser usada para identificar e quantificar os diferentes átomos e moléculas presentes em uma amostra.
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aceleradores de partículas: Esses dispositivos aceleram partículas carregadas para energias muito altas, permitindo que eles investigam a estrutura da matéria em escalas muito pequenas. Isso inclui experimentos envolvendo átomos e seus constituintes.
Essas são apenas algumas das ferramentas mais comuns usadas pelos cientistas para observar átomos. A ferramenta específica usada dependerá do tipo de informação procurada e da natureza da amostra que está sendo estudada.
Vale a pena notar que a observação direta de átomos individuais permanece desafiadora. A maioria das técnicas fornece informações sobre o comportamento coletivo de muitos átomos ou evidências indiretas sobre sua estrutura e propriedades. No entanto, os avanços na tecnologia estão melhorando continuamente a capacidade dos cientistas de investigar o mundo atômico com maior precisão e detalhes.
