Τι είναι το μικροσκοπικό;

Ένα μικροσκοπικό είναι μια ευαίσθητη θερμική συσκευή που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ενέργειας των μεμονωμένων σωματιδίων ή φωτονίων, στοιχειώδη σωματίδια φωτός.Είναι ένας τύπος θερμίδων mdash;ένα όργανο που μετρά τη θερμότητα που απελευθερώνεται από φυσικές ή χημικές αντιδράσεις σε ένα δείγμα.Τα μικροσκοπικά χρησιμοποιούνται στην αστροφυσική για τη μέτρηση της ενέργειας των φωτονίων ακτίνων Χ από το διάστημα.Μια σχετική συσκευή, το ισοθερμικό μικροσκοπικό, χρησιμοποιείται σε βιοχημεία και συναφή πεδία για την ανίχνευση μικροσκοπικών μεταβολών ενέργειας σε χαμηλές θερμοκρασίες.Μπορεί να μετατραπεί μόνο σε άλλες μορφές.Τα μικροσκοπικά έργα λειτουργούν με βάση αυτή την αρχή.Η ενέργεια από μια φυσική αλληλεπίδραση ή η χημική αντίδραση μετασχηματίζεται σε θερμότητα μέσα στο σύστημα και με τη μέτρηση της μεταβολής της θερμότητας που προκύπτει, η ενέργεια της αλληλεπίδρασης μπορεί να συναχθεί.

Ο τύπος του μικροσκοπίου που χρησιμοποιείται στην αστροφυσική αποτελείται από τρία κύρια συστατικά:Ένας απορροφητής, ένας ψύκτης θερμότητας και ένας θερμίστορ.Όταν ένα φωτόνιο ακτίνων Χ χτυπά τον απορροφητή, η ενέργεια μεταφέρεται σε ένα ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο του απορροφητικού υλικού.Αυτή η ενέργεια αναγκάζει το ηλεκτρόνιο να γίνει ενθουσιασμένος mdash;Πηγαίνει περαιτέρω από τον ατομικό πυρήνα και σπάει χωρίς τροχιά.Άλλα ηλεκτρόνια στον απορροφητή μπορεί να ενθουσιαστούν σε μικρότερους βαθμούς από αυτό το χαλαρό ηλεκτρόνιο, ανεβαίνοντας σε υψηλότερες ενεργειακές τροχιές γύρω από τα αντίστοιχα άτομα τους.μια σταθερή τροχιά γύρω από τα άτομα.Η ενέργεια που απελευθερώνεται σε αυτή τη διαδικασία διατηρείται και μετατρέπεται σε θερμότητα, προκαλώντας την αύξηση της θερμοκρασίας στον απορροφητή κατά ένα μικρό ποσό.Μια συσκευή θερμόμετρου στον απορροφητή που είναι γνωστή ως θερμίστορ ανιχνεύει αυτή την αλλαγή θερμοκρασίας.Στη συνέχεια, η θερμότητα ρέει στη θερμότητα, προκαλώντας την επιστροφή του απορροφητή στην αρχική του θερμοκρασία.Με τη μέτρηση της μεταβολής της θερμοκρασίας που προκαλείται από την επίδραση της ακτινογραφίας, η αρχική ενέργεια της ακτινογραφίας μπορεί να υπολογιστεί.

Το ισοθερμικό μικροσκοπικό λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο, αν και χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των χημικών αλληλεπιδράσεων και όχιενέργεια.Αυτή η συσκευή αποτελείται από μια ψύκτρα και ένα κλειστό δοχείο αντίδρασης στο οποίο λαμβάνει χώρα η χημική αντίδραση.Ο ψύκτης διασφαλίζει ότι το δοχείο αντίδρασης διατηρείται σε σταθερή θερμοκρασία, επιτρέποντας ακριβείς μετρήσεις.Όταν εμφανιστεί η χημική αντίδραση, μια ορισμένη ποσότητα ενέργειας είτε απελευθερώνεται ως θερμότητα είτε απορροφάται, προκαλώντας μεταβολή της θερμοκρασίας που καταγράφεται από το μικροσκοπικό.Τα ισοθερμικά μικροσκοπικά έχουν εφαρμογές στη φυσική χημεία, τη βιοχημεία και τη φαρμακευτική βιομηχανία, επειδή παρέχουν έναν ιδιαίτερα ευαίσθητο τρόπο για την ανάλυση της ροής θερμότητας σε μια αντίδραση.Για παράδειγμα, οι συσκευές που χρησιμοποιούνται στην αστροφυσική διατηρούνται κοντά στο απόλυτο μηδέν.Σε αυτή τη θερμοκρασία, ακόμη και η μικρή αλλαγή στη θερμική ενέργεια που προκαλείται από την επίδραση ενός μόνο φωτονίου μπορεί να ανιχνευθεί.Τα ισοθερμικά μικροσκοπικά δεν είναι τόσο ακραία, αλλά εξακολουθούν να διατηρούνται σε πολύ χαμηλότερες θερμοκρασίες από τα θερμίδες μακροεντολής.