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一看就懂

为什么显微镜下
原子像一颗颗
小球

原子没有边,为啥是圆的?
讲给每一个好奇的人
第 101 期自然与科学第 14 / 14 篇灵感来自 Reddit核实于 2026年10月7日
视频版2 分 47 秒 · 中英字幕

不方便开声音?往下看图文版。

看文字稿

下面是视频旁白的全文。

显微镜拍出来的原子,是一颗颗圆圆的亮球。可原子其实不是球,它连一层壳都没有。没有壳的东西,为什么拍出来是圆的?先说原子有多小。一根头发那么宽,能并排放下大约一百万个原子。

这么小的东西,光是照不出来的。所以最厉害的显微镜不用光,而是用一根极细的针,或者一束极细的电子,一点一点去摸。摸到一个点,电脑就把这个点涂亮一点。一行一行摸完,就拼出了一张图。所以这不是照片,是一张摸出来的亮暗地图。上面的颜色,也是后来加的。

那这个圆,是从哪来的?三个原因,叠在一起。第一个原因:原子外面,裹着一团电子。电子不像小球那样待在一个地方,它更像一团雾。中间浓,越往外越淡,淡着淡着就没了,没有边。

很多原子的这团雾,往四面八方铺得差不多一样匀,本来就接近一个圆团。第二个原因:显微镜去摸的那个尖,本身也是圆圆的一小团。就像戴着厚棉手套去摸一粒米。米是长的,你摸到的,却只是一个圆圆的小鼓包。

东西越小,手套就显得越粗,什么形状都被抹成一个圆点。第三个原因:原子一直在抖。只要有一点温度,原子就在原地往各个方向轻轻地晃。显微镜摸一张图要花时间,抖来抖去,就糊成了一个圆斑。

二零二一年,美国康奈尔大学的团队,把显微镜自己的模糊几乎全修掉了。剩下最大的模糊,就是原子自己在抖。一团没有边的雾,一只粗粗的手套,再加上不停地抖。三样叠在一起,原子就成了一颗颗小圆球。不过,那团雾也不总是圆的。

二零零九年,乌克兰的科学家用一种特别的显微镜,拍到了碳原子外面的那团雾,有的是圆的,有的像个哑铃。只是大多数原子照片里,这些细节都被抹平了,只剩一个圆点。所以下次看到原子照片,你看到的不是一颗颗硬硬的小球,而是一团团雾,被一只粗手套摸出来的样子。

你身边的桌子、手机,还有你自己,都是这样一团团没有边的雾,挤在一起做成的。还有哪个问题,你一直想不通?丢进评论区,说不定下期就讲它。

1

一句话

原子没有壳。一团没有边的“雾”,被一只粗粗的“手套”摸,再加上不停地抖,就成了图上一颗颗圆点。

一根头发宽,能并排放约一百万个原子

2

这不是照片
是摸出来的

普 通 照 片
用光一下子照下来
原子比光的波长还小,光照不出来。
原 子 “ 照 片 ”
一根极细的针或一束极细的电子,一点一点摸过去
摸到哪儿,电脑就把哪儿涂亮一点。颜色是后来加的。

说白了:它是一张亮暗地图,不是一张相片。

3

圆是从哪来的
三个原因

① 没有边的雾电子不待在一个地方,像一团雾:中间浓、外面淡,没有边。很多原子的雾往四面八方都差不多匀。
② 粗粗的手套显微镜去摸的那个尖,本身也是圆圆的一小团。像戴着厚棉手套摸一粒米:米是长的,摸到的只是圆鼓包。
③ 不停地抖只要有一点温度,原子就在原地往各个方向晃。摸一张图要花时间,抖来抖去就糊成一个圆斑。
4

几件
真事

1989 年有人用 35 个原子拼出三个字母,每个原子都是一个圆鼓包
放大一亿倍2021 年康奈尔大学的显微镜创了清晰度纪录
最后的模糊仪器的毛病几乎全修好了,剩下最大的模糊,是原子自己在抖
颜色是加的摸出来的图本来只有亮和暗
5

常见误会

原子不是硬球
也不总是圆的
2009 年,乌克兰的科学家用一种特别的显微镜拍到碳原子外面的那团雾:有的是圆的,有的像个哑铃。只是大多数原子照片里,这些细节被抹平了,只剩一个圆点。
下次看到原子照片
你看到的不是一颗颗硬球,而是一团团没有边的雾,被一只粗手套摸出来的样子。你身边的桌子、手机,还有你自己,都是这样的雾挤在一起做成的。
下 一 篇

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