史上最小放大鏡 納米放大鏡能看到單原子活動
史上最小放大鏡能有多小?放大鏡定義:放大鏡(英文名稱:magnifier):用來觀察物體微小細節的簡單目視光學器件,是焦距比眼的明視距離小得多的會聚透鏡。物體在人眼視網膜上所成像的大小正比於物對眼所張的角(視角)。下面就跟本站一起具體看看史上最小放大鏡能等相關內容。
史上最小放大鏡能
數百年來科學家們一直堅信,光跟所有其他波一樣,不能被聚焦到比它們的波長更小,即不到百萬分之一米,但英國劍橋大學官網10日發佈公告稱,該校研究人員聯合西班牙同行組成的國際團隊研製出世界上目前最小放大鏡,將聚光能力提高了10億倍,首次實現低於波長的聚焦,並利用該放大鏡對單個原子進行了實時觀察。
這款納米放大鏡是用高導電性金納米粒子製成的迄今最小的光腔,小到只允許單個分子通過,其金納米結構的腔壁也只是單個原子尺寸,卻能將光聚焦到低於百萬分之一米。
發表在《科學》雜誌上的研究論文稱,這一成果將開啟研究光與物質強相互作用的新方法,並有望幫助科研人員創建全新化學反應類型以及全新感應裝置。
研究人員表示,他們在構建單個原子控制的納米結構中遇到了極大挑戰。
“我們必須將樣本冷卻到零下260℃,才能將到處亂竄的金原子冷凍‘平復’,”論文主要作者弗利克斯�本茲説,“最後終於通過向樣本照射激光構建了皮級光腔(一皮等於萬億分之一單位),從而能實時觀察單個原子的活動情況。”
研究還證明,單個原子有潛力用來做成微型避雷針,與傳統避雷針聚焦閃電中的電流不同,新型避雷針通過聚焦閃電中的閃光來保護人類免遭雷電襲擊。
研究甚至發現,單個金原子表現出微型金屬球的特性,引導電子隨處漫遊,與量子世界電子繞原子核運動完全不同。
這些發現有望開創光催化反應的全新領域,幫助合成複雜分子,還有望帶來新型光子機械數據存儲裝置,即用光來書寫和識別信息並以分子振動形式將這些光學信息儲存起來。
放大鏡原理
為看清楚微小的物體或物體的細節,需要把物體移近眼睛,這樣可以增大視角,使在視網膜上形成一個較大的實像。但當物體離眼的距離太近時,反而無法看清楚。換句話説話,要明察秋毫,不但應使物體對眼有足夠大的張角,而且還應取合適的距離。顯然對眼睛來説,這兩個要求是相互制約的,若在眼睛前面配置一個凸透鏡便能解決這一問題。凸透鏡是一個最簡單的放大鏡,是幫助眼睛觀察微小物體或細節的簡單的光學儀器。
現以凸透鏡為例,計算它的放大本領。把物體PQ置於透鏡L的物方焦點和透鏡之間並使它靠近焦點,如圖2-20(a)所示,於是物體經透鏡成一放大的虛像P′Q′。若凸透鏡的像方焦距為10cm,則由該透鏡做成的放大鏡的放大本領為2.5倍,寫成2.5×。如果僅從放大本領來考慮,焦距應該取得短一些,而且似乎這樣可以得到任意大的放大本領。但由於像差的存在,一般採用的放大本領約為3×。如果採用複式放大鏡(如目鏡),則可以減少像差,並使放大本領達到20×。
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