瞎子摸象是人人皆知的成语。而它在当代科学技艺，独特是显微技艺中，却表现了意料不到的效用。即使相关的本国科学家也许并不领会华夏的这个成语。?

人人都领会，“看”是人类理解果然的最根基的本领。为了“看”，人类首创了不少新技艺和器械，显微镜便是个中一个。显微镜大大拓展了人类的眼力局限，令人类也许通晓看到肉眼没法识其它渺小物体和组织。显微镜也许看物体，是由于显微镜有“眼睛”-物镜。显微镜也许对渺小物体和组织举行丈量，是由于它有一把无形的尺-看来光的波长。但看来光的平衡波长约为nm，即，这把尺的最小刻度是nm，是以，显微镜的最小分辩标准是nm（0.5微米）。电子显微镜的工?做道理与光学显微镜齐全相同，可是它的尺是电子束的波长，其最小刻度可是看来光这把尺的千分之一。琢磨到其余各样成分，分辩率最高的透射电子显微镜也许分辩的最小标准约为0.1纳米。

但是，跟着科学技艺的持续进展，人类需求理解一些更小的物体和组织。关于这种更小的物体和组织光学显微镜，以至成效雄壮的电子显微镜都能干为力，即，“看”不到了。

怎么去理解这些借助显微镜都没法看到的渺小物体和组织呢？人们自但是然地料到了“摸”。瞎子摸象没法理解全貌，是由于，每一位瞎子都只摸了一只像的很小一部份。假设有一位瞎子耗费确定的时候，逐点摸遍像的浑身，并做了详细的纪录，他是完万也许理解像的全貌的。这有一个前提，兄弟够小。

也许“摸”出渺小物体和组织的仪器，最具代表性的便是扫描地道显微镜和原子力显微镜。这两种仪器名叫显微镜，但他们没有“眼睛”。它们的本事便是“摸”。为了摸出渺小物体和组织，必需给它们装一只“手”。这只手要也许在周全组织上逐点去摸，这个技艺叫做扫描。这只手便是扫描地道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）的探针。上面来引见扫描地道显微镜和原子力显微镜办事道理，浅显地说，它们是怎样去摸的。

由于要去摸的物体或组织独特小，每每为纳米标准，是以，手必需也充沛小。扫描地道显微镜和原子力显微镜探针的标准就在纳米量级，以至抵达原子的量级。也许“摸”出渺小物体和组织的物理根底便是，渺小物体之间的间隔独特近时，粒子之间产生互相效用。

扫描地道显微镜操纵的是量子力学中的地道效应。在宏观天下中，一个物体的动能假设小于一个垒（山）的势能，物体不成能翻过这个垒，抵达垒的另一侧。而在宏观天下中，一个电子的动能假使小于一个垒的势能，电子也有也许跑到垒的另一侧。只不过，电子不是翻以前的，而是经过一个地道钻以前的。这便是地道效应。当原子标准的探针与被测物体表面的间隔独特近时，探针与被测物体之间的空隙就会产生一个势垒。被测物体表面原子中的电子就也许穿过势垒中的地道抵达探针。量子力学告知咱们，这个地道的是非和尺寸是也许节制的，即，电子穿过地道的概率是也许节制的。在被测物体表面与探针之间加之电压，穿过地道的电子就会产生电流-隧穿电流。经过精良的打算，也许让隧穿电流只随探针与被测物体表面的隔离（间隔）的变动而改动。扫描流程中把每一点的扫描数据存入盘算机。云云，扫描终了后，经过盘算机的数据处置，就也许依照隧穿电流的巨细获得被测物体表面的结媾和形态。即，用手摸出了宏观组织表面的形态。图1为扫描地道显微镜的组织。

图1扫描地道显微镜组织。

扫描地道显微镜的办事形式有两种（见图2）：横流形式和恒高形式。恒流形式是不变隧穿电流数值稳定，扫描流程中，依照被测表面的升沉，反应电路节制探针的高低挪移以坚持隧穿电流恒定，经过探针的高低升沉探测表面组织。恒高形式是不变探针的高度，扫描流程中，探针与被测表面的隔离改动，进而获得变动的隧穿电流，经过遂穿电流的巨细获得表面组织。

恒流形式

恒高形式

图2扫描地道显微镜的两种办事形式

图3是用扫描地道显微镜获得的一些宏观组织的相片。

图3用扫描地道显微镜获得的微组织相片

扫描地道显微镜重要用于导体、半导体微结媾和颗粒的丈量。关于电介质，扫描地道显微镜的效用就有限了。对电介质微结媾和颗粒的探测需求用原子力显微镜。

原子力显微镜也是一种探针式显微镜，但它道理是，当两个渺小物体充沛靠拢时，它们之间会产生一种做使劲-范德华力（见图4）。

图4范德华力示企图。

原子力显微镜便是操纵范德华力来举行探测的。图5显示了原子力显微镜的办事道理。当探针热诚被测物表面时，产生范德华力。探针扫描流程中随被测物体表面的升沉高低挪移，范德华力也随之改动。探针把探测到的范德华力更动为电记号。相同，把扫描流程中每一点的记号数据存入盘算机。扫描终了后，经过盘算机的数据处置获得表面组织的描摹。这边要注明一点，由于被测表面升沉微小，探针高低挪移及先后左右的歪斜也微小。是以，在探针的顶部装置一个光杠杆，探针的

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