Grenzen der Mikroskopie

Bitte eine Frage:
Könnte zum Beispiel, ein einzelnes Wassermolekül unterm Mikroskop, für unsere Augen sichtbar werden?
Könnte der Betrachter die 2 H und das eine O deutlich unterscheiden?
Dankeschön !

Könnte zum Beispiel, ein einzelnes Wassermolekül unterm
Mikroskop, für unsere Augen sichtbar werden?
Könnte der Betrachter die 2 H und das eine O deutlich
unterscheiden?

Mit Elektronenmikroskopen ist das kein Problem. Wenn ich mich recht entsinne ist es kürzlich sogar mit einem Lichtmikroskop gelungen Atome abzubilden. Ein Atom aber mit bloßem Auge zu beobachten halte ich allerdings für unmöglich, da dafür notwendige Lupe viel zu lichtschwach wäre.

Hallo !

Wenn ich mich
recht entsinne ist es kürzlich sogar mit einem Lichtmikroskop
gelungen Atome abzubilden.

Wow ! Wie soll das gehen ? Unter „Licht“ verstehe ich elektromagnetische Strahlung von ca. 400 - 800 nm Wellenlänge. So ein Atom hat einen Durchmesser von 0.1 - 1 nm. Wie soll sich Licht daran „stören“ ? Hast Du eine Quelle ? (ich bin froh, venn ich mit Blaulicht und allen Tricks ein Ribosom ausmachen kann - und das ist ein Klumpen von vielen hunderttausend Atomen…

Jochen

Wie soll das gehen ?

Das frage ich mich ehrlich gesagt auch. Ich bin aber sicher, daß ich es gelesen habe (leider weiß ich nicht mehr wo). Ich kann mit allerdings nicht vorstellen, daß es sichtbares Licht war. Es ist sogar denkbar, daß der Autor des Artikels nicht wußte, was er schrieb (was bei „Wissenschaftsreportern“ leider allzu häufig vorkommt).

Hallo,
die folgende Pressemitteilung der Max-Planck-Gesellschaft sollte die Frage hinreichend beantworten:

http://www.mpg.de/pri99/pri37_99.htm

Gruesse,

schwesig

Hallo,

ich kann mich der Frage von Jo trotzdem nur anschließen: Wo steht das man mit Elektronenmikroskopie einzelne Wassermoleküle abbilden kann? Der Artikel gibt nur Aufschluß über Sub-Abbe Abbildungen von Molekülen durch Fluoreszenzmikroskopie. Das ist eine tolle Sache und ein schöner Beitrag zur Einzelmolekül-Fluoreszenzmikroskopie, aber keine Antwort auf die Frage, ob man einzelne Antome „sichtbar“ machen kann.
Ein kurzer Überblick:
Mit Lichtmikroskopen erreicht man in der Regel Auflösungen um einen Mikrometer herum. Moderne Mikroskope kratzen tatsächlich ganz gut an dieser theoretischen Grenze und wie der Artikel zeigt kommt man sogar ein Stück darunter.
Elekronenmikroskope setzen bei Bruchteilen von Millimetern an und erreichen (Elektronenkristallographie) Auflösungen von 3-3,5 Angström (1/10 nm). Theoretisch ist ihre Auflösung auch noch etwas höher (>~1 Angström), aber organische Materialien sind nicht so hoch geordnet und wir sind hier ja im Brett Biologie/Chemie.
Mit NMR oder Röntgenkristallographie kommt man dann tatsächlich regelmäßig in den Bereich atomarer Auflösung (~1,x Angström).
Ich könnte mir vorstellen, daß die Abbildung einzelner kleiner Atome mit Rasterkraftmikroskopie oder Varianten möglich gemacht werden. Aber Lichtmikroskopie ??! Aber falls jemand etwas genaueres weis - die Frage brennt jetzt auch unter meinen Nägeln.

Gruß,
Christian

Zusätzlich zu den unten angesprochenen Elektronen- und Lichtmikroskopen gibt es noch andere Methoden, wie Röntgenstrahlbeugung.Kombinert man sie, kann man sogar die einzelnen Orbitale, also die Elektronenwolken um den Atomkern, sichtbar machen.Ich hab solche Aufnahmen schon mal gesehn und muss sagen, dass sie eine verdammt gute Auflösung haben(mann kann sogar die Form der Orbitale erkennen).

gruß
jonby

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Quelle ?
Hallo Jonby !

Ich habe auch davon gehört und suche verzweifelt nach der Quelle. Bitte, bitte, schreib mal, wo das nachzulesen ist (die Bilderchen interessieren natürlich nicht minder). Danke.

Grüße Jochen

Hallo.

Ich habe den Artikel gelesen. Sehr interessant, aber es sind ganze Kristalle, die man da sieht, nicht einzelne Atome.

Prinzipiell ist Fluoreszenzmikroskopie auch nicht das gleiche wie Lichtmikroskopie. Lichtmikroskopie heißt, daß Licht einer externen Quelle am Objekt gebeugt, gestreut oder absorbiert wird. Wenn man Fluoreszenzlicht sieht, sieht man nicht das Objekt selbst, sondern eine vom Objekt erzeugte Strahlung. Mit einem Photomultiplyer ist es durchaus möglich, ein einzelnes Photon zu detektieren. Beobachtet man nun ein einzelnes fluoreszierendes Atom mit einem Photomultiplyer, kann man es auch „sehen“. Hmmm.

Gruß

Jochen

Sorry,vor Schulbeginn ist da wahrscheinlich nichts zu machen.Aber sobald ich die Quelle heraushab schick ich sie dir.
Also bis in ca. 3 Wochen

jonby

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Hallo,
ein einzelnes wassermolekül unter vielen wassermolekülen sichtbar machen - würde man gerne, kann es aber nicht (soweit ich weiss). Man wüßte nämlich zugerne, wie einzelne h2o moleküle auf den verschiedenen oberflächen angeordnet sind… Vermutlich verhindern die sehr beweglichen protonen eine mikroskopische abbildung prinzipiell.

Aber! mit dem rastertunnelmikroskop geht so einiges. Auf leitenden oder halbleitenden flächen kann man (unter bestimmten voraussetzungen) einzelne atome sehen.

http://www.almaden.ibm.com/vis/stm/gallery.html
oder
http://www.almaden.ibm.com/almaden/media/mirage.html…
oder
http://www.almaden.ibm.com/almaden/media/image_mirag…
Such einfach bei google nach scanning tunneling microscopy.

Auch die rasterkraftmikroskopie hat gute ergebnisse zu bieten, z.b.
http://idw.tu-clausthal.de/public/zeige_pm.html?pmid…
(man sollte aber dazusagen, dass die ergebnisse nicht unumstritten sind.)
Für eine übersicht suche am besten nach atomic force microscopy oder non contact atomic force microscopy.

Wenn unsere website wieder läuft ist unter http://www.nano.geo.uni-muenchen.de
u.a. das kleinste loch der welt zu sehen. (Man verzeihe die eigenwerbung :wink: )

Die links sind natürlich nur ein kleiner ausschnitt.

Gnerell kann man sagen, dass auf leitern oder halbleitern bei ideal präparierten oberflächen mit hilfe der rastersonden- methoden (also rasterkraft und rastertunnel mikroskopie) einzelne atome sichtbar gemacht werden können.
Auf ionenkristallen oder auf biologischen proben (proteine) ist die mögliche auflösung im moment lange nicht so gut (lateral 0.6 nm).

Grüße Robert

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Hi Christian (und natürlich die anderen auch)

Elekronenmikroskope setzen bei Bruchteilen von Millimetern an
und erreichen (Elektronenkristallographie) Auflösungen von
3-3,5 Angström (1/10 nm). Theoretisch ist ihre Auflösung auch
noch etwas höher (>~1 Angström), aber organische
Materialien sind nicht so hoch geordnet und wir sind hier ja
im Brett Biologie/Chemie.
Mit NMR oder Röntgenkristallographie kommt man dann
tatsächlich regelmäßig in den Bereich atomarer Auflösung (~1,x
Angström).
Ich könnte mir vorstellen, daß die Abbildung einzelner kleiner
Atome mit Rasterkraftmikroskopie oder Varianten möglich
gemacht werden.

geht

Aber Lichtmikroskopie ??!

Der trick heißt nahfeldoptik - mit einzelnen molekülen geht das dann.
http://tnweb.tn.utwente.nl/ot/

oder auch ohne rasternahfeldtechnik
http://at22.bphys.uni-linz.ac.at/bioph/res/res.htm

sogar chemische information kann sichtbar gemacht werden
http://www.mpg.de/pri99/pri15_99.htm

Aber falls jemand
etwas genaueres weis - die Frage brennt jetzt auch unter
meinen Nägeln.

hoffe geholfen zu haben
Grüße Robert

falls konkrete fragen bestehen mailt mich einfach anfang september an (Ich habe mit rasterkraftmikroskopie promoviert, nebenan stehen mehrere tunnel und nahfeldoptische mikroskope)

Hi
Die Quelle ist „Physik in unserer Zeit“ irgendwann in diesem Jahr (ich glaub Jan o. Feb.).(Von mir hat Jonby diese Abbildungen/Informationen gekriegt)
Grüße
Moritz

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