Нанотехнологии и науки о материалах

Содержание

Слайд 2

Хронология развития представлений о сущности света. В XVII веке: Гримальди Франческо

Хронология развития представлений о сущности света.
В XVII веке:
Гримальди Франческо

Слайд 3

Хронология развития представлений о сущности света.

Хронология развития представлений о сущности света.

Слайд 4

Дифракционный предел — это минимальное значение размера пятна (пятно рассеяния), которое

Дифракционный предел — это минимальное значение размера пятна (пятно рассеяния), которое

можно получить, фокусируя электромагнитное излучение.
Или же, простыми словами, размеры наименьшего предмета, который можно наблюдать в оптический микроскоп.

dmin=λ/2n, где λ — длина электромагнитной волны в вакууме, n — показатель преломления среды.

Оптический микроскоп не способен различать объекты, размер которых меньше значения λ/(2·n·sinθ), где θ — так называемый апертурный угол (у хороших микроскопов θ близок к 90°, и следовательно, предельное разрешение близко к дифракционному пределу λ/2n)

Слайд 5

Хронология развития представлений о сущности света. В XVII веке: Ньютон Дисперсия

Хронология развития представлений о сущности света.
В XVII веке:
Ньютон

Дисперсия света —

это разложения света из-за совокупности явлений, обусловленных зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света
Слайд 6

Хронология развития представлений о сущности света. В XVII веке: Расмус Бартолин

Хронология развития представлений о сущности света.
В XVII веке:
Расмус Бартолин

Двулучепреломление -

эффект расщепления в анизотропных средах луча света на две составляющие.
Слайд 7

Хронология развития представлений о сущности света. В XX веке: Макс Планк Квантовая природа света. Фотоэлектрический эффект

Хронология развития представлений о сущности света.
В XX веке:
Макс Планк
Квантовая

природа света.

Фотоэлектрический эффект

Слайд 8

Принцип Неопределенности Гейзенберга В классической физике, построенной на ньютоновских принципах и

Принцип Неопределенности Гейзенберга
В классической физике, построенной на ньютоновских принципах и применимой

к объектам нашего обычного мира, мы привыкли игнорировать тот факт, что инструмент измерения, вступая во взаимодействие с объектом измерения, воздействует на него и изменяет его свойства, включая, собственно, измеряемые величины.

Вернер Карл Гейзенберг (5 декабря 1901— 1 февраля 1976)

ΔE — неопределенность энергии частицы, Δt — неопределенность времени, когда она владеет этой энергией, а h — постоянная Планка умноженная на пи.

Слайд 9

Принцип Неопределенности Гейзенберга А как же тогда «монтажникам» найти нужные атомы

Принцип Неопределенности Гейзенберга
А как же тогда «монтажникам» найти нужные атомы и

ими орудовать, если электроны, определяющие размеры атома находятся непонятно где?

Вернер Карл Гейзенберг (5 декабря 1901— 1 февраля 1976)

Слайд 10

Принцип Неопределенности Гейзенберга А как же тогда «монтажникам» найти нужные атомы

Принцип Неопределенности Гейзенберга
А как же тогда «монтажникам» найти нужные атомы и

ими орудовать, если электроны, определяющие размеры атома находятся непонятно где?
Атомы имеют центр масс в ядре, который имеют более-менее определяемое положение.
Да, если бы атомы не могли сохранять своё положение (оно
было бы не определено), то вещество не могло существовать.

Вернер Карл Гейзенберг (5 декабря 1901— 1 февраля 1976)

Слайд 11

Инструменты для изучения вещества Как мы уже увидели, оптический микроскоп не

Инструменты для изучения вещества
Как мы уже увидели, оптический микроскоп не может

нам помочь с изучением атомов. Да и определять малое количество вещества «мокрой химией» не получается.

Мокрая химия (wet chemical methods) — устоявшееся жаргонное название совокупности методов получения нано- и ультрадисперсных неорганических порошков из водных и неводных растворов.

«Мокрая химия» - совокупность традиционных методов определения состава вещества путём его последовательно химического разложения Эти методы обладают относительно низкой точностью, требуют относительно невысокой квалификации аналитиков и ныне почти полностью вытеснены современными инструментальными методами

Слайд 12

Инструменты для изучения вещества Сканирующий электронный микроскоп Метод был разработан Г.

Инструменты для изучения вещества
Сканирующий электронный микроскоп
Метод был разработан Г. Биннигом и

Г. Рорером, которым за эти исследования в 1986 была присуждена Нобелевская премия.

Атомно-силовой микроскоп

Сканирующий туннельный микроскоп

Г. Бинниг показ принципиальную возможность неразрушающего контакта зонда с поверхностью образца.

Слайд 13

Инструменты для изучения вещества Сканирующий электронный микроскоп Атомно-силовой микроскоп Если подвести

Инструменты для изучения вещества
Сканирующий электронный микроскоп

Атомно-силовой микроскоп

Если подвести зонд к образцу

на расстояние в несколько ангстрем, то между атомами, образующими острие, и атомами, расположенными на поверхности образца, начнет действовать Ван-дер-Ваальсова сила притяжения.
Слайд 14

Инструменты для изучения вещества Сканирующий электронный микроскоп Атомно-силовой микроскоп Если подвести

Инструменты для изучения вещества
Сканирующий электронный микроскоп

Атомно-силовой микроскоп

Если подвести зонд к образцу

на расстояние в несколько ангстрем, то между атомами, образующими острие, и атомами, расположенными на поверхности образца, начнет действовать Ван-дер-Ваальсова сила притяжения.

Силы межмолекулярного (и межатомного) взаимодействия с энергией 10—20 кДж/моль. Этим термином первоначально обозначались все такие силы, в современной науке он обычно применяется к силам, возникающим при поляризации молекул и образовании диполей. Открыты Я. Д. Ван дер Ваальсом в 1869 году.
Вандерваальсовы силы межатомного взаимодействия инертных газов обусловливают возможность существования агрегатных состояний инертных газов (газ, жидкость и твёрдые тела).

Слайд 15

Инструменты для изучения вещества Сканирующий электронный микроскоп Атомно-силовой микроскоп Если подвести

Инструменты для изучения вещества
Сканирующий электронный микроскоп

Атомно-силовой микроскоп

Если подвести зонд к образцу

на расстояние в несколько ангстрем, то между атомами, образующими острие, и атомами, расположенными на поверхности образца, начнет действовать Ван-дер-Ваальсова сила притяжения.

Силы межмолекулярного (и межатомного) взаимодействия с энергией 10—20 кДж/моль. Этим термином первоначально обозначались все такие силы, в современной науке он обычно применяется к силам, возникающим при поляризации молекул и образовании диполей. Открыты Я. Д. Ван дер Ваальсом в 1869 году.
Вандерваальсовы силы межатомного взаимодействия инертных газов обусловливают возможность существования агрегатных состояний инертных газов (газ, жидкость и твёрдые тела).

Слайд 16

Инструменты для изучения вещества Сканирующий электронный микроскоп Атомно-силовой микроскоп Потенциал Леннард-Джонса (потенциал 6-12)

Инструменты для изучения вещества
Сканирующий электронный микроскоп

Атомно-силовой микроскоп

Потенциал Леннард-Джонса
(потенциал 6-12)

Слайд 17

Инструменты для изучения вещества Сканирующий электронный микроскоп Атомно-силовой микроскоп

Инструменты для изучения вещества
Сканирующий электронный микроскоп

Атомно-силовой микроскоп

Слайд 18

Инструменты для изучения вещества Сканирующий электронный микроскоп Атомно-силовой микроскоп

Инструменты для изучения вещества
Сканирующий электронный микроскоп

Атомно-силовой микроскоп