
Microscopía electrónica.
El microscopio electrónico es una aplicación extremadamente valiosa para
las propiedades de onda de los electrones debido a que produce imágenes de
los objetos que no se pueden ver a simple vista o con microscopios de luz.
De acuerdo con las leyes de la óptica, es imposible formar la imagen de un
objeto que sea más pequeño que la mitad de la longitud de onda de la luz
utilizada para la observación.
Como el intervalo de longitudes de onda de la luz visible comienza en
alrededor de 400 nm, o 4x10-5
nm, no es posible ver nada menor a 2x10-5 nm.
En principio, se pueden ver objetos a escala atómica y molecular
utilizando rayos X, cuyas longitudes de onda varían de casi 0.01 nm a 10
nm. Sin embargo, los rayos X no se pueden enfocar, así que no producen
imágenes bien definidas. Los electrones, por otro lado, son partículas
cargadas que se pueden enfocar de la misma forma que la imagen en una
pantalla de televisor, es decir, mediante la aplicación de un campo
eléctrico o magnético. De acuerdo con la ecuación (1), la longitud de
onda de un electrón es inversamente proporcional a su velocidad.
Mediante la aceleración de electrones a velocidades muy altas, se pueden
obtener longitudes de onda tan pequeñas como 0.004 nm.
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Ecuación 1. Longitud de onda. |
Microscopio de barrido por tonelaje
Un tipo diferente de microscopio electrónico, denominado
microscopio de barrido por tunelaje (STM), siglas en inglés de
scanning tunneling microscope), utiliza otra propiedad
mecánico-cuántica del electrón para producir una imagen de los
átomos de la superficie de una muestra. Debido a su masa
extremadamente pequeña, un electrón es capaz de mover o “hacer un
túnel” a través de una barrera de energía (en vez de pasar sobre
ella). El stmestá compuesto por una aguja de tungsteno metálico con
una punta muy fina, fuente de los electrones horadadores. Se
mantiene un voltaje entre la aguja y la superficie de la muestra
para inducir a los electrones a horadar a través del espacio hacia
la muestra.
Al moverse la aguja sobre la superficie de la muestra, a unos
cuantos diámetros atómicos de distancia, se mide la corriente de
tunelaje. Esta corriente disminuye con la distancia creciente de la
muestra. Gracias a un circuito de retroalimentación, la posición
vertical de la punta se puede ajustar a una distancia constante de
la superficie. La magnitud de esos ajustes, que describen la
muestra, se registra y despliega como una imagen tridimensional con
colores falsos.
Tanto el microscopio electrónico como el STM se encuentran entre las
herramientas más poderosas en la investigación química y biológica
Imagen que muestra la micrografía electrónica que muestra un
eritrocito normal y otro falciforme (en forma de hoz) de la misma
persona.

Imagen STM de átomos de hierro sobre una superficie de cobre
distribuidos de forma que expresen los caracteres chinos para
átomo.
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