宇宙是什么

9. 电子显微镜与电子的波长

  至此，我们终于讲完了电子是“波”的相关内容。虽然感觉上绕了一大圈，但电子显微镜的原理正是利用了电子的这一性质。

  不过，原子中的电子的波长约为一亿分之一厘米（10^-10米），这与原子的直径几乎相同。就像FM收音机的无线电波“发现”建筑物的情况那样，若想让电子的波“注意”到原子，则必须让其波长变得更短。

  波长与频率成反比，提高频率就可以使波长变短。那么，应该如何提高波的频率呢？答案是“提高能量”。电子的动能越大，其频率就会越高，波长也随之变得越短。电子显微镜的工作原理就是通过加速电子来提高能量，让短波电子束与观察对象发生碰撞。

  例如，美国的劳伦斯伯克利国家实验室中的电子显微镜对电子施加的电压为30万伏特，这相当于《精灵宝可梦》中皮卡丘的电气绝招“十万伏特”的3倍，这真是不得了的能量。

  用这种级别的能量对电子加速后，电子的波长就会缩短到原子直径的二十分之一左右。这样一来，电子的波也就不会绕过原子了。

  用于进行观测的电子与原子相撞后会四散弹开，其方向和距离由撞击对象的形态决定。因此，通过分析电子被弹射的情况，就能了解（看见）观察对象的情况。