Óptica: os microscópios eletrônicos, acústicos e de tunelamento
Microscópio eletrônico
Em 1924 o físico francês Louis de Broglie mostrou que um feixe de elétrons pode ser considerado uma forma de movimento ondular com comprimentos de onda muito menores que os da luz. Com base nessa idéia, o engenheiro alemão Ernst Ruska inventou o microscópio eletrônico em 1933. Nesse aparelho, as amostras são iluminadas por um feixe de elétrons, focalizados por um campo eletrostático ou eletromagnético.
Os microscópios eletrônicos produzem imagens detalhadas com uma ampliação superior a 250.000 vezes. Ao mostrar imagens de objetos infinitamente menores que os observados ao microscópio óptico, o microscópio eletrônico contribuiu para o progresso do conhecimento da estrutura da matéria e das células.
Microscópio acústico
Como as ondas sonoras têm comprimento de onda comparável ao da luz visível, surgiu, na década de 1940, a idéia de empregar som e não luz em microscopia. Os primeiros microscópios acústicos, porém, foram produzidos somente na década de 1970.
Como as ondas sonoras, ao contrário da luz, podem penetrar em materiais opacos, os microscópios acústicos são capazes de fornecer imagens das estruturas internas, assim como da superfície, de muitos objetos que não podem ser vistos ao microscópio óptico.
Microscópio de tunelamento
A invenção, em 1981, do microscópio de tunelamento (MT) valeu ao alemão Gerd Binnig e ao suíço Heinrich Rohrer o Prêmio Nobel de física de 1986. O MT mede a corrente elétrica criada entre a superfície do objeto estudado e uma ponteira-sonda de tungstênio. A força da corrente depende da distância entre a ponteira e a superfície. A partir dessa informação, é possível produzir uma imagem de alta resolução, em que são vistos até os átomos.
Para isso, a extremidade da ponteira-sonda deve consistir em um único átomo, e sua elevação sobre a superfície tem de ser controlada com uma posição de alguns centésimos de angström (o diâmetro de um átomo é de aproximadamente um angström, ou um décimo bilionésimo de metro).
Durante seus movimentos invisíveis, a ponteira é guiada por alterações minúsculas no comprimento das pernas de um tripé de sustentação. Essas pernas são feitas de um material piezelétrico que muda de dimensões sob a influência de um campo elétrico.
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