原子和分子的观察与操纵 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

原子和分子本是人眼看不见、摸不着的。本书介绍科学原子论的创立，原子分子结构的基本概念，各种先进显微技术的原理以及在微观世界中的应用。人类借助新型的显微技术不仅能看到原子和分子，还能操纵单个的原子和分子。

本书用深入浅出的语言和大量插图来描述微观世界的奥秘，是本介绍原子和分子的观察与操纵技术的科普著作。

前言

章　构成物质的基本单位——原子

§1　原子是什么样的？

§2　科学原子论的诞生

§3　原子和分子

§4　原子的内部结构

§5　原子结构的重大问题

§6　原子时量子态

§7　原子微粒的波动性质

粒子和光束 电子波和量子态

第二章　洞察微观世界的慧眼——各种显微镜

§1　眼睛的光学性质

眼睛的构造及其视觉作用 眼睛的鉴别率

眼睛的调节和适应

§2　光学显微镜

透镜的分类 透镜的焦点和主点 透镜的象差

光学显微镜原理 物镜的数值孔径 显微镜的

鉴别率 光学显微镜放大率的局限

§3　电子显微镜

电子束和电子显微镜的发明 电子透镜

电子透镜与光学透镜的差别 电子束成像的原理

电子显微镜的构造 电子显微镜与电子衍射

§4　场离子显微镜

§5　扫描隧道显微镜

第三章　穿透势垒——扫描隧道显微镜的发明

§1 引言

§2　基本原理

§3　历史背景

§4　仪器设备

§5　STM的优越性

§6　挑战

第四章　控制原子间的力——原子力显微镜的发明

§1　原子力显微镜的诞生

§2　仪器整体结构

§3　微悬臂运动的检测

§4　AFM的工作模式

§5　AFM的应用

第五章　千姿百态的表面

第六章　科学无止境——各种新型扫描探针显微镜

第七章　操纵原子不是梦

附录主要参考文献

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1　原子是什么样的？

人们想象中的原子是个什么样子呢？有的设想：各种原子的形状都不一样，譬如水的原子是又圆又滑的，所以水很容易流动；火的原子表面像锯齿一样，所以人接触它就会把人烧伤；地的原子是立方体，这些立方体排在一起非常紧密，所以它的密度大。又有人认为各种原子的颜色、气味、硬度都有差别，所以各种物质有不同的外观。

这一切都是人们的主观臆测，缺乏严密的科学实验证据，由于看不到事实，人们就很难相信，因而原子论者在19世纪以前的2000多年中，始终是少数派。

道尔顿想：我们对原子的实质究竟有什么了解呢？自然界中真有原子吗？也许原子不过是一种哲学范畴？如果原子确实存在，那么，根据原子论就肯定能把物质的一切属性和各种规律解释清楚，这些新的思想鼓舞着道尔顿。他开始顽强地研究起来，他去实验室，跑图书馆，伏在桌上撰写理论总结，首先，必须对原子要有一个清晰的概念。原子有些什么特点？一种元素的原子和另一种元素的原子有没有区别？原子非常微小，肉眼不可能看到，但是有没有办法测定原子的重量、形状和大小呢？

　　道尔顿从事科学研究是从对气象的观测和研究开始的。他对原子的认识，也跟研究大气的性质有关系。那时候人们已经知道空气是由氮气、氧气及少量的二氧化碳等气体组成的。

　……

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