微視的スケールは、裸眼、その長さはミリメートル未満であると見ることができない大きさと長さを測定するために使用されるものです。最高から最低まで、メートル法の微視的スケールは次のとおりです。
-ミリメートル（1 mm）。10分の1センチメートルまたは1000分の1メートルです。このスケールでは、体の中で最大の細胞の1つである1.5mmの卵子があります。
図1.赤血球は、顕微鏡スケールの細胞です。ソース：pixabay
-10分の1ミリメートル（0.1 mm）。これは、人間の髪の毛の太さまたは直径のスケールです。
-マイクロメートルまたはミクロン（1μm= 0.001mm）。このスケールでは、植物と動物の細胞と細菌です。
植物細胞は100μmのオーダーです。動物細胞は10倍小さく、10μmのオーダーです。バクテリアは動物の細胞よりも10倍小さく、1μmのオーダーです。
ナノスケール
微視的スケールよりも小さい測定値もありますが、一部の特別な状況を除いて、それらは一般的に使用されていません。ここでは、最も重要なナノメートル測定のいくつかを確認します。
-ナノメートル（1ηm= 0.001μm= 0.000001 mm）は100万分の1ミリです。この規模には、いくつかのウイルスと分子があります。ウイルスは10m程度、分子は1m程度です。
-オングストローム（1Å=0.1ηm=0.0001μm= 10 -7 mm）。この測定は、スケールまたは原子サイズを形成します。
-ファントムメーター（1fm =0.00001Å=0.000001ηm= 10 -12 mm）。これは原子核のスケールであり、原子の1万倍から10万分の1の大きさです。ただし、その小さいサイズにもかかわらず、原子核は原子質量の99.99％を集中します。
-陽子や中性子などの粒子で構成されているため、原子核よりも小さいスケールです。しかし、それだけではありません。これらの粒子は、クォークなどのより基本的な粒子で構成されています。
顕微鏡観察用器具
物体がミリメートルとマイクロメートルのスケール（1mm-0.001mm）の間にある場合、それらは光学顕微鏡で観察できます。
ただし、オブジェクトまたは構造がナノメートルとオングストロームの間にある場合は、電子顕微鏡またはナノスコープが必要になります。
電子顕微鏡法では、光の代わりに、光より波長がはるかに短い高エネルギー電子が使用されます。電子顕微鏡の欠点は、真空下で動作するため、ライブサンプルをその中に置くことができないことです。
代わりに、ナノスコープはレーザー光を使用し、生細胞内の構造と分子を表示してエッチングできるという点で、電子顕微鏡よりも優れています。
ナノテクノロジーとは、回路、構造、部品、さらにはモーターまで、ナノメートルから原子スケールまでのスケールで製造されるテクノロジーです。
微視的性質
物理学では、最初の近似で物質とシステムの挙動が巨視的な観点から研究されます。このパラダイムから、問題は無限に分割可能な連続体です。そしてこの見方は、日常生活の多くの状況に有効かつ適切です。
ただし、巨視的な世界のいくつかの現象は、物質の微視的な特性を考慮に入れた場合にのみ説明できます。
微視的な視点では、物質の分子構造と原子構造が考慮されます。巨視的なアプローチとは異なり、このスケールでは、分子、原子の間、さらにはそれらの内部にさえ、ギャップとスペースを持つ粒状構造があります。
物理学における微視的視点のもう1つの特徴は、一片の物質が、どんなに小さなものであっても、互いに分離し、連続的に動く膨大な数の粒子で構成されていることです。
-問題は莫大な空白です
小さな物質では、原子間の距離はそれらのサイズに比べて巨大ですが、原子の質量の99.99％が集中している独自の核に比べると、原子は巨大です。
つまり、微視的スケールの物質は、原子と核が集中して全体の体積のごく一部を占める巨大な真空です。この意味で、微視的スケールは天文学的スケールに似ています。
巨視的な物体から原子の発見まで
錬金術師であった最初の化学者は、材料が2つのタイプである可能性があることに気づきました：純粋または複合。したがって、化学元素のアイデアに到達しました。
発見された最初の化学元素は、古代の7つの金属である銀、金、鉄、鉛、スズ、銅、水銀でした。時間の経過とともに、他に分解できない物質が見つかったため、さらに多くが発見されました。
次に、金属と非金属の特性と特性に従って元素を分類しました。類似した特性と化学的親和性を持つすべてのものが同じ列にグループ化されたため、元素の周期表が作成されました。
図2.元素の周期表。出典：ウィキメディア・コモンズ。
要素から、原子の概念が変更されました。これは、分割できないことを意味します。しばらくして、科学者たちは原子には構造があることに気づきました。さらに、原子には2種類の電荷（正と負）がありました。
素粒子
ラザフォードが金の薄板の原子にアルファ粒子を衝突させた実験では、原子の構造が明らかになりました。それは、電子に囲まれた小さな正の核です。
原子はますます多くのエネルギー粒子で爆撃され、ますます小さなスケールで微視的世界の秘密と特性を解明するために、まだ行われています。
このようにして、真の素粒子が原子を構成するものであることが確立された標準モデルに到達しました。次に、原子は元素を生み出し、これらは化合物を生み出し、すべての既知の相互作用（重力を除く）を生み出します。合計で12個のパーティクルがあります。
これらの基本粒子にも周期表があります。twoスピンフェルミオン粒子とボソン粒子の2つのグループがあります。ボソンは相互作用の原因です。フェルミオニクスは12で、陽子、中性子、原子を発生させるものです。
図3.基本粒子。出典：ウィキメディア・コモンズ。
顕微鏡スケールで粒子を数える方法は？
時間が経つにつれて、化学者は化学反応の正確な測定から元素の相対的な質量を発見しました。したがって、たとえば、炭素は水素の12倍重いと判断されました。
水素も最軽量の元素であると判断されたため、この元素には相対質量1が割り当てられました。
一方、化学者は反応に関与する粒子の数を知る必要があったので、試薬が過剰になったり欠落したりすることはありませんでした。たとえば、水分子には2つの水素原子と1つの酸素が必要です。
これらの前例から、ほくろの概念が生まれます。物質のモルとは、分子または原子の質量（グラム）に相当する固定数の粒子です。したがって、１２グラムの炭素が１グラムの水素と同じ数の粒子を有することが決定された。その数はアボガドロ数として知られています：6.02 x 10 ^ 23粒子。
-例1
金1グラムに含まれる金原子の数を計算します。
解決
金の原子量は197であることが知られています。このデータは周期表で確認でき、金の原子は水素より197倍、炭素の197/12 = 16,416倍重いことを示しています。
1モルの金には6.02×10 ^ 23の原子があり、グラム単位の原子量、つまり197グラムです。
1グラムの金には、1/197モルの金があります。つまり、6.02×10 ^ 23原子/ 197 = 3.06 x10 ^ 23金原子です。
-例2
この物質150グラム中の炭酸カルシウム（CaCO 3）の分子数を測定します。この化合物に含まれるカルシウム原子の数、炭素の数、酸素の数も教えてください。
解決
まず、炭酸カルシウムの分子量を決定します。周期表は、カルシウムの分子量が40 g / mol、炭素が12 g / mol、酸素が16 g / molであることを示しています。
（CaCO 3）の分子量は次のようになります。
40 g / mol + 12 g / mol + 3 x 16 g / mol = 100 g / mol
炭酸カルシウムの100グラムは1モルです。したがって、150グラムでは1.5モルに相当します。
炭酸塩の各モルは6.02 x 10 ^ 23の炭酸塩分子を持っているので、炭酸塩の1.5モルには9.03 x 10 ^ 23分子があります。
つまり、150グラムの炭酸カルシウムには次のようなものがあります。
-9.03 x 10 ^ 23分子の炭酸カルシウム。
-カルシウム原子：9.03 x 10 ^ 23。
-9.03 x 10 ^ 23の炭素原子も
-最後に、3 x 9.03 x 10 ^ 23酸素原子= 27.09 x 10 ^ 23酸素原子。
参考文献
- 応用生物学。顕微鏡測定とは何ですか？回収元：youtube.com
- 化学教育。物質の巨視的、超微視的、象徴的な表現。リカバリ元：scielo.org.mx。
- GarcíaA.インタラクティブな物理学コース。マクロ状態、マイクロ状態。温度、エントロピー。回収元：sc.ehu.es
- 物質の微視的構造。回復元：alipso.com
- ウィキペディア。微視的レベル。回復元：wikipedia.com