Cevap : Kuram Ve Gözlem

Böylesine kocaman dalgalarla küçük bir mantarın şeklini belirlemeye çalışmak, iri bir ağacın gövdesini kürdan olarak kullanmaya kalkışmak gibidir Bir 'çözünürlük' sorunu doğar ve dolayısıyla, daha küçük cisimleri görebilmek için, daha kısa dalgaboyları kullanmak gerekir Fakat retina tabakasındaki görme hücrelerinin duyarlılığı, 39-76x10-7 m aralığındaki 'görünür ışık' dalga boylarına ayarlıdır ve bu dalgaboylarındaki ışıkla, hücreden daha küçük yapıları görebilmek mümkün değildir Halbuki hücre boyutları yaklaşık 10-4 m kadarken, atomun boyuları 10-10 m düzeyinde
Gerçi, x ve gama ışınları gibi; dalgaboyu çok daha küçük ve hatta çekirdeğin 10-15 m'lik boyutlarının altına inen, ışık ışınları da var Bu göremediğimiz ışınların sağladığı görüntüler, uygun kimyasallar aracılığıyla görünür hale getirilebilir Örneğin, Roentgen filmi çekimlerinde olduğu gibi Fakat bir fotonun dalga boyu küçülürken, enerjisi ters orantılı olarak artıyor ve 10-10 m'lik dalga boyunda 10 keV'a ulaşıp, 10-15 m'lik dalgaboyunda da 1GeV'u buluyor Bu yüksek enerjilere sahip fotonlarla, örneğin atomun yapısını incelemeye çalışmak, bir bakıma yukarıdaki mağara örneğinde olduğu gibi, ayının şeklini makinalı tüfek ateşiyle belirlemeye kalkışmaya benziyor İncelenmeye çalışılan yapı; ağır şekilde etkilenip, ciddi biçimde değişiyor

Cisimlerin üzerine dalgalar gönderip yansıtmak, hala iyi bir inceleme yöntemi ve bu iş için illa da ışık dalgaları kullanmak gerekmiyor Örneğin yarasalar bunu, ses dalgalarıyla da yapıyorlar Çıkardıkları 'sesüstü' seslerin yankılarını kulaklarıyla algılayıp, etraflarındaki cisimlerin ne kadar yakınlarında olduğunu anlayabiliyor; hatta yankıların iki kulağa geliş zamanları arasındaki farkı değerlendirerek, açısal konumları ve belki üç boyutlu görüntüleri hakkında da bilgi sahibi olabiliyorlar Bunu da bayağı hızlı ve uçarken yapabiliyorlar: zifiri karanlık bir mağaranın içerisinde vıızt vıııızt!
Gerçi bildiğimiz gibi, insan kulağı bir alt sınır olarak; genliği atom boyutu, yani 10-10 m kadar küçük olan ses dalgalarını dahi algılayabiliyor Ancak genlik başka şey Seslerin dalga boyları büyük olduğu gibi, kendileri de zaten, atom veya molekül gruplarının birlikte hareketlerinden oluşuyor Birkaç mm ayrıntıya kadar organ görüntüsü verebilirler, ama atomun incelenmesinde kullanılmaları olanaksız Bunun için, enerjisi fazla yüksek olmayan, küçük dalgalar lazım







Bu aşamada akla, madde dalgaları geliyor Maddenin dalga boyuyla momentumu arasındaki ilişki, de Broglie bağlantısıyla λ=h/p olarak veriliyor

Buna göre; örneğin oda sıcaklığındaki (295 K) bir gazın içinde serbestçe dolaşan bir elektronun ortalama kinetik enerjisi (E=3kT/2) 62x10-19 erg veya 004eV, momentumu (p2=2mE) ise, yaklaşık 10-20 g-cm/s kadardır Yani λ=33x10-7 cm kadar olur ve elektronun kinetik enerjisi arttıkça bu dalga boyu, kinetik enerjinin kare köküyle, ters orantılı olarak azalır Kısacası elimizde; enerjisi düşük, dalgaboyu da atom düzeyinde küçük dalgalar vardır Bu dalgaların varlığından; bir plaka üzerindeki deliğe doğru gönderilen elektronların, plakanın gerisindeki bir ekran üzerinde, yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi bir girişim örüntüsü oluşturmasından dolayı emin olabiliyoruz Tıpkı su ve ışık örneklerinde olduğu gibi
Dolayısıyla, atom ve molekül boyutundaki yapıların görüntülenmesi istendiğinde, 'elektron tarama' mikroskopları kullanılır Böyle bir mikroskopta, tarama ucu denilen, çok küçük ve ince bir iletken vardır Bu uç, basınçla karşılaştığında minik elektrik akımları üreten ('piezoelektrik') bir 'tarayıcı aygıt'a takılıdır Tarayıcının içerdiği elektronik bileşenler, uca elektrik akımı sağladıkları gibi; hem tarayıcıyının hareketlerini yönetip, hem de hareket duyargasından gelen sinyalleri almaktadır Nihayet bir bilgisayar, tüm sistemi denetlemekte ve toplanan verileri işleyerek, görüntüye dönüştürmektedir