Was sind einige ultramikroskopische Objekte?

Ultramikroskopische Objekte, manchmal auch submikroskopisch oder nanoskopisch genannt, sind zu kleine Objekte, um mit einem herkömmlichen Mikroskop sinnvoll beobachtet zu werden. Dies bezieht sich typischerweise auf Objekte, die kleiner als etwa ein Mikrometer sind, kann sich jedoch auf Bakterien beziehen, die nur wenige Mikrometer groß sind. Ein Mikron oder Mikrometer ist ein Millionstel eines Meters, gefolgt vom Nanometer, einem Milliardstel eines Meters.

Das gebräuchlichste Mittel zur Beobachtung ultramikroskopischer Objekte ist das 1931 erfundene Elektronenmikroskop. Einige andere sind das Ultramikroskop, bei dem Objekte, die kleiner als die Wellenlänge des Lichts sind, durch Beobachtung ihrer Beugungsringe gegen einen schwarzen Körper beobachtet werden, und das Rastertunnelmikroskop, das verwendet Quanteneffekte, um einzelne Atome abzubilden.

Einige ultramikroskopische Längen und Objekte umfassen:

• Wasserstoffatom - 0,05 nm.
• Schwefelatom - 0,1 nm.
• Durchmesser der Kohlenstoffnanoröhre - 1 nm.
• Durchmesser der DNA-Helix - 2 nm.
• 10 Basenpaare in einem typischen DNA-Strang - 3,4 nm.
• Dicke der typischen Zellmembran - 6-10 nm.
• Kleinste Viren - 20 nm.
• Wellenlänge des extremen ultravioletten Lichts - 40 nm.
• Kleinste Strukturgröße heutiger Mikrochips - 65 nm.
• Größe typischer Rauchpartikel - 100 nm.
• Größtes bekanntes Virus,
• Das sichtbare Lichtspektrum (violett) beginnt - 380 nm.
• Kapsiddurchmesser des größten bekannten Virus, Mimivirus - 400 nm.
• Durchmesser des kleinsten bekannten Bakteriums, Haemophilus influenzae - 500 nm.
• Informelle Obergrenze des ultramikroskopischen Bereichs - 1000 nm.

Als das Elektronenmikroskop in den 1940er Jahren erstmals kommerziell eingesetzt wurde, war eine seiner ersten Anwendungen die Charakterisierung und Beschreibung von Viren, die bis dahin als relativ mysteriös galten. Ein Großteil der wegweisenden Forschungsarbeiten wurde in Deutschland, Kanada und den USA durchgeführt. Es wurde festgestellt, dass sich Viren wie die meisten anderen ultramikroskopischen Objekte nicht in Bezug auf ihre Umgebung ändern, was sie vermutlich vom Einschluss in den Baum des Lebens ausgeschlossen hat.

Andere Anwendungen für Ultramikroskope sind die Beobachtung von Nebelpartikeln und die Verfolgung von Ionen in Wolkenkammern sowie die Untersuchung der Brownschen Bewegung, die zu Beginn seiner Physikkarriere eines der ersten Themen war, mit denen sich Einstein befasste.