우리가 관찰할 수 있는 작은 단위는 어디까지일까요?
현재 많은 기술이 발달한 것으로 압니다.
그렇다면 우리가 관찰할 수 있는 작은단위는 어디까지 관찰이 될까요?
현미경의 기술이 좋아졌으니 아주 작은 것 까지 볼 수 있을것같은데 어느정도인지 궁금합니다.
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
현미경 기술이 발달하면서 아주 작은 세계를 볼수있게 되었습니다. 초기의 현미경은 세포 수준을 보았지만 지금은 나노미터 스케일, 심지어 분자나 원자 단위까지 관찰이 가능합니다.
주사 탐침 현미경(SPM)이나 원자현미경(AFM)같은 첨단 기술 덕분에 물질 표면의 원자 배열이나 나노 구조를 직접 영상화할수있습니다. 일반적인 수준을 넘어선 매우 작은 세계까지 탐색하게 된 것입니다.
현재 기술로 우리가 관찰할 수 있는 가장 작은 단위는 개별 원자입니다. 전자현미경, 특히 주사 터널링 현미경과 원자간력 현미경 같은 고해상도 현미경을 사용하면 원자 수준까지 관찰이 가능한데요. 이러한 현미경은 나노미터 수준의 해상도를 가지고 있으 원자의 배열과 개별 원자 간의 상호작용을 시각화할 수 있습니다. 즉, 현재 과학 기술로는 물질의 기본 구성 요소인 원자까지 관찰할 수 있는 수준에 도달했습니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
현미경의 종류로 본다면
광학현미경 과 전자현미경으로 나눌 수 있습니다.
광학현미경은
가시광선이용하여 볼록렌즈로 확대하는 시스템으로
약 1000 배의 배율까지 관찰가능하고
일반적 최대 해상도는 약 200 나노미터 입니다.
전자현미경은
투과 전자현미경 TEM 과
주사전자현미경 으로 SEM (Sxanning Electron Microscope) 의 종류가 있는데
배율은 수백만 배 까지 가능하고
해상도는 전자의 파장이 매우 짧으므로 수 나노미터 수준까지 해상도 제공이 됩니다.
현미경에 있어서
정확하게 물체를 구분할 수 있는 관찰물체간의 거리를 분해능 이라하는데
(분해능이 좋지못하면 두점이 하나로 보이게 되는 방식)
분해능은
관찰의 매체로 사용하는 파가 (빛의 종류) 어떤 크기 파장인지 따라 달라지는데요
파장이 짧을 수록 분해능 크기는 작아지고
분해능은 좋아집니다.
가시광선 사용 광학현미경은
파장이 최하 2000에서 최대 7000 옹스트롬 범위이기에
광학현미경의 분해능은 0.1 마이크로미터보다 좋을 수 없구요
그런 조건임에도 관찰하려는 시료 상당수가 나모미터 크기이므로
광학현미경으로는 관찰이 불가합니다.
전자현미경에서는 전자파를 사용하기에
전자파 파장이 0.037 -0.086 사이에 위치하므로
이론적으로 광학현미경에 분해능 0.1 마이크로미터에 비해
250 - 400 배 더 좋은 값이므로
나노미터 크기 시료 및
옹스트롬 크기의 원자배열 까지 관찰 가능합니다.
안녕하세요. 안다람 전문가입니다.
전자 현미경은 0.05나노미터
원자력 현미경은 0.1~0.2나노미터
x선 현미경은 10나노미터
초해상도 광학현미경 20나노미터
크라이오 전자현미경은 생물학적 시료를 극저온에서 관찰할 수 있으며 분자 수준의 구조를 볼 수 있습니다.
안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
우리가 관찰할 수 있는 가장 작은 단위는 현재 기본 입자라고 불리는 입자 수준입니다. 기본 입자는 더 이상 분해할 수 없는 것으로 여겨지는 물질의 기본 구성 요소입니다.
현재 표준 모형에서 알려진 기본 입자는 다음과 같습니다.
쿼크: 양성자와 중성자를 구성하는 입자입니다. 쿼크는 6가지 종류가 있으며, 서로 다른 조합으로 결합하여 다양한 종류의 양성자와 중성자를 만듭니다.
렙톤: 전자, 뮤온, 타우 입자와 같은 가벼운 입자를 포함합니다. 렙톤은 3가지 종류의 가족으로 나뉘며, 각 가족에는 음전하를 띤 입자와 중성 입자, 양전하를 띤 입자가 있습니다.
보존: 힘을 매개하는 입자입니다. 광자는 전자기력을, 글루온은 강한 핵력을, W와 Z 입자는 약한 핵력을 매개합니다.
히그스 보존: 쿼크와 렙톤이 질량을 갖도록 하는 역할을 하는 입자입니다.
안녕하세요. 황성원 전문가입니다.
측정가능한 가장 작은 크기 단위는 플랑크 길이입니다. 플랑크 길이는 1.6160534e-35m로, 양자역학에서 가장 작은
길이 단위입니다. 플랑크 길이는 우주에서 가장 작은 크기 단위이지만, 우리가 볼 수 있는 가장 작은 크기 단위는
100나노미터입니다. 100나노미터는 100억분의 1미터로, 인간의 눈으로 볼 수 있는 가장 작은 크기입니다. ㅎ