[揽瓜阁精读] 146. 显微镜

皮皮芃

第一段 微观世界很重要，而这些依赖于仪器
第二段 新显微镜的作用
能做到以前做不到的事情，直接观察，要不然以前还得用标本什么的，容易产生破坏。abbe提出以前的显微镜都有一个缺点。
第三段 解决这个缺点的一个办法
一个人解决了，然后因此获得诺贝尔奖了，然后介绍了一下原理
第四段
另一个人用另一种方法绕过了abbe提出的那个缺点，也讲了一下原理

第二页实在是看不懂了，太痛苦了这一篇，其实第一页的原理都没怎么看懂。。。

miracle7511

看一下

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文章大意：显微镜的研究进程以及各代显微镜的操作原理

文章结构：
1. 显微镜的开端
直到近来，electron mocroscopy & X-ray才可以看到那些迷你世界。
2. 新器材的作用以及百年前人们是如何测量的
新器材：可以不破坏样本
百年前：人们需要lens才能看到样本细节，并且由于折射(?)，人们看得不是很清楚
3. 新器材二号
在新器材一号的发明人获得诺奖之后，OK发明了新器材二号。新器材二号只受限于size of the hole 而不会受限于光的波长
4. 新器材二号的不足以及E的新研究
5. RD的新成就以及新器材三号
RD成功地用显微镜研究了物体的三维状态。他用瓷器材料来改变细微的大小。RD的成就打开了sanning tuneling microscope的研究路子。
6. 介绍STM技术以及它的原理
7. X, Y, Z三维空间的观测原理

Serenatt

生词：cumbersome沉重的，难处理的，累赘的;microscopy显微镜;diffraction光的衍射；peizoelecreicity压电效应；nanometer纳米；aperture空隙，孔；tungsten钨;probe探针，调查;voltage电压;minuscule极小的;raster光栅；topography剖析图;
1、就说现在的科学技术都在啊研究一些比可见光波长还小的物体，然后举例子说生物学家研究DNA里的小分子，微电子工程师研究原子里的也是什么小东西吧。直到现在有了电子显微镜和X射线之后才能观察得到，那之前的光学显微镜是比不了的。

2、说现在的新型显微镜有多么多么牛，能干啥干啥，这在100年前是不可想象的。一百多年前一个德国的物理学家WA指出了当时显微镜的不足之处，那就是他们只依靠镜头去收集可见光和镭射，最后呈现出来的比镭射波长的一半还短。

3、一种新型的显微镜是通过扫描隧道显微镜，这款是GB和HR（新人物）在19986年解决了WA之前的那个难题后发明的显微镜，他俩还因此得了诺贝尔奖。之后一个叫OK（新人物）在做实验的时候发现了一个什么孔的大小是会造成“scanning near-field micscp”受阻的因素。

4、句首OK说现在的技术根本不能按实验需要的那样去定位和移动物体。然而EA（新人物）为了去解决辐射波长的问题，他采取了OK的理论去解决了WA的问题。之后就具体写了他的实验方法。

5、当时人们迫切地寻求能够解决之前光学显微镜的问题，就是不能够定位和移动样本。在EA发现他的实验结果的同年RD（新人物）他成功的用一纳米在三个维度上操控物体，主要靠的是压电效应，就是当电子在通过一个什么材料的时候轻微的改变大小。然后说这个压电效应确实不得了，它给当时扫描隧道显微镜STM带来了极大的发展。

6、在STM里的孔是一个很小很小的钨探针，它的尖端很尖只有一个2纳米宽的一个原子。压电效应就是在1-2纳米的范围内控制这个尖端移动当给小小的一点电压的时候，电子就会穿过这个gap，也产生很小很小的隧道电流。产生的这个电流对gap的宽度十分敏感。

7、X和Y压电效应是通过在一个光栅图上前后移动探针去通过样本的表面，它的轨迹线是被一个纳米的一部分所造成的。如果探针稳定在一个高度，则隧道电流就会急剧波动，当那个尖端通过pumps的时候，电流急剧增加。后面又提到Z压电效应是垂直移动探针去稳定电流。（感觉文章还没写完）

miracle7511

针对微小物体的研究被各类科学家应用。最近微小物质只能通过繁琐破还行的手段看到，超出光学显微镜之外的范围。
新型显微镜能够在不破坏物质的前提下直接观察检测目标。100多年前就有科学家指出光学或辐射显微镜的限制。
一种获得诺贝尔奖的新显微镜打破了上段学者所说的局限，介绍这种显微镜的原理，解决了近距离观察的限制，并且展示出更小的细节。
O认为能定位和移动物体进而观察的技术不存在，而另一个研究者Ash提出了解决方法
与Ash同年，Russell利用piezoelectric进行改良，为STM的发展奠定基础
介绍STM的原理和piezoelectric control的作用原理
介绍XYZ piezoelectric control

sesan

P1:【介绍背景】观察微观世界用 cumbersome的方法，这种方法是具有破坏性的。

P2【引出观点】新型的显微镜可以直接观察。然后论述这个显微镜可以观察物体并不破坏它。【转折】这个成就看上去是不可能的，因为他有限制：obscure 的细节小于一般的 wavelength of radiation.

P3【介绍显微镜的发展以及原理】Aok 设想一个显微镜，在这里光可以穿过tiny hole, 让object发光。结果他指出： 显微镜只受size of hole的影响，而不受wave length。这个principal 解决了limitation

P4【缺点】准确的放置移动obejct 是不存在的。 【转折】Erich Ash 做实验却遇到了障碍与这个原理矛盾。

P5【发展】准确控制样本position 和movement 的方法变得更加多。【论证】同一年RD也成功实验证明观点。而P的这种控制方法也推动了新型显微镜STM的产生。

P6【介绍STM】论证STM 的特征从而是他能达到准确控制posisiton 和movement

P7【介绍控制的原理】加了三位变量Z使其稳定。
realm 领域
diffraction 衍射
aperture 缝隙

kangyaojiu

P1:可见光之下更小的物品十分多。以前的生物研究单细胞，材料科学研究晶体的原子核，微生物学研究原子。以前的方法是用电子显微镜和X光，都太笨重了。光学显微镜可以看到微小的细胞
P2：新的一种显微镜开创了直接观测的领域。可以观测到原子分子的范畴，还可以看清分子机械结构和温度变化，而且不会破坏样本。看样子不大可能。100年前，德国物理学家EA提出了显微镜的基础限制，给予棱镜对光线辐射的强化：衍射模糊了一半的辐射细节。
P3：新的显微镜运用了扫描管道技术。原理是光线穿过小孔，将物体展现在屏幕上。管线将样本传播回小孔得到前面后面的样子。这个扫描显微镜受限于小孔的大小而不是光线的波长。这个设备可以观测更小的细节。
P4：O认为科学理论不以需求的预测而转移。但是通过长波辐射，EA接受了O的策略来规避A门槛。他让微波通过小孔，扫描物体得到150微量两百倍的波长。
P5：控制样本位置运动的方法需要超越光学显微镜的解决方案。同时A成功地测出了物体在3d下的纳米精度。他依靠p材料轻微改变了物体大小。p控制开创了一种方法发展大型扫描显微镜STM。
P6：STM的孔隙很小，只能通拿一个原子核和分子。两纳米的宽度。具体讲STM怎么运作。
P7:xy控制让探测针在样本表面穿梭。如果探测到持续高压，电流会剧烈波动。反馈出电流变化为变量z，z移动探测针来稳定电流。

好难··

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146
P1小于可见光波长的物体已经是当代主要的科学科技研究对象＋举例
P2新的显微镜可以描绘原子和分子的形状电流磁力以及机能甚至更高熔点的温度变化，但是需要重塑标本或者将其置于有高破坏性的放射激光中 A说其限制就是衍射会模糊小于射线波长一半的细节
P3获得诺奖的GB和HR解决了A壁垒，1956原理初次被描绘出来 O指出现在扫描像素仅会被洞口的尺寸影响而不是光线的波长
P4O承认现在还没有根据精准需求放置移动观察物体的技术，EA避免了A壁垒，通过一定的方法扫描物体并记录下来分辨率为x的图像
P5疑难变得可行 同年RDY在三维空间以一纳米精度操控物体，依赖于p材料 压电控制技术为近场显微镜开辟了道路，即STM
P6-7详细介绍stm运行原理

Chloeeery

P1：微观世界是现代科技的重要部分，但是像x射线之类的技术有危害性
P2:  研究出了一种新的显微镜，STM 扫描轨道显微镜
P3：讲述STM的原理， 只受小孔大小的限制，与光的波长无关，所以可以观察小于半个波长的细节
P4，5: 举例如何运用STM
P6，7: 描述操作方法

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146.显微镜

文章结构：介绍背景->介绍新的发明，提出一个限制->介绍新的发明如何克服限制->提出新的问题->解决新的问题，发明出STM->阐述STM如何解决以上问题->继续阐述STM工作原理

1. 背景介绍：比可见光波长还小的物体是当代科学与技术的支柱。列举三个领域的实例。这个微小的世界只能被繁琐的，有时具有毁灭性的方式看到，比如微型复制或者X射线，超过了像光显微镜这样简单直接的的工具的范畴。
2. 介绍新的发明，提出之前的限制：新的显微镜带来直接的观察。这个设备可以在更高精度上绘制原子和分子的形状，电磁和机械性能，甚至温度变化的分辨率比之前都高，不需要更改样本或者把它暴露在有害的高能辐射下。这个成就看起来是难以置信的，毕竟，100年前，德国物理学家A说了个根本的限制：衍射模糊了小于一半波长的细节。
3. 介绍新的发明如何克服限制：这个新的显微镜克服了EA提出的难题。1956年这个原理被首次描述。O随后提出一种显微镜，光可以照过一个在屏幕上的小洞，照亮屏幕前的物体。穿过样本或者通过小洞反射回来的光会被记录成被来回扫描的样本。O指出这种”扫描近景显微镜“的精度只会被洞的大小所限制，而不是被光的波长。原理上来说，这个设备可以制作细节小于一般波长的高清图片。
4. 提出新的问题：O认为能够根据所需精度定位或者移动一个物体的科技不存在。【但是】，为了解决长波辐射，EA使用了O的策略来解决A困难，描述实验结果。
5. 解决新的问题，发明出STM：所以根据所需精度定位或者移动一个物体的科技已经存在了。描述DY成功的实验：以大约1纳米（十亿分之一米）的精确度成功操控了三维物体。他依赖于当通过的电压变化时，其尺寸能够发生轻微改变的压电陶瓷材料。压电晶体为STM的发展开辟了道路。
6. 描述STM如何解决以上问题。
7. 继续说明STM工作原理。

diffraction 衍射
specimen 样本
opaque 玻璃、液体等）不透明的，不透光的；难懂的
circumvent 规避