摘要：扫描隧道显微镜的探测精度取决于探针长度的控制.一般用压电陶瓷片来控制探针在原子表面的上下移动.如图所示.当在压电陶瓷片z方向两侧面施加电压U时.在x方向就产生一个伸长量ΔL.它们之间的关系是ΔL=kU.其中k为与压电陶瓷片的材料和形状有关的常数.现有一实验用压电陶瓷片.当所加电压U=1000V时.伸长量为ΔL=2.0×10-4m.(此时通过压电陶瓷片的电流几乎为零).如果要求压电陶瓷片的最大伸长量控制在4.0×10-6m.求:⑴压电陶瓷片上下两侧所加电压的最大值为多大?⑵若实验室有一个电动势为24V.内阻为2.0Ω的电源.一个调节范围为0~100Ω的滑动变阻器.一个量程为0~30V的理想电压表.另外还有导线及开关若干.试从以上提供的器材中选择必须的器材设计一个测量压电陶瓷片伸长量的电路.要求该电路能测到压电陶瓷片的伸长量的最大变化范围.将电路画在方框内.⑶在你所画的电路中.滑动变阻器上与压电陶瓷片并联部分的阻值的范围如何?
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扫描隧道显微镜（STM）是根据量子力学原理中的隧道效应而设计成的，当原子尺度的探针针尖在不到一个纳米的高度上扫描样品时，外加一电压（2mV～2V），针尖与样品之间产生隧道效应而有电子逸出，形成隧道电流．电流强度随针尖与样品间的距离的减少而指数上升（如图1所示），当探针沿物质表面按给定高度扫描时，因样品表面原子凹凸不平，使探针与物质表面间的距离不断发生改变，从而引起隧道电流不断发生改变．将电流的这种改变图象化即可显示出原子水平的凹凸形态．扫描隧道显微镜的分辨率很高，横向为0.1～0.2nm，纵向可达0.001nm．如果探针针尖在图2所示的样品表面，从图示位置开始，以恒定高度做一维匀速扫描，如果针尖与样品间地距离在r1和r2的范围内变化，则产生的隧道电流可能是选项中的哪种？（ ）
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扫描隧道显微镜（STM）是根据量子力学原理中的隧道效应而设计成的，当原子尺度的探针针尖在不到一个纳米的高度上扫描样品时，外加一电压（2mV～2V），针尖与样品之间产生隧道效应而有电子逸出，形成隧道电流．电流强度随针尖与样品间的距离的减少而指数上升（如图1所示），当探针沿物质表面按给定高度扫描时，因样品表面原子凹凸不平，使探针与物质表面间的距离不断发生改变，从而引起隧道电流不断发生改变．将电流的这种改变图象化即可显示出原子水平的凹凸形态．扫描隧道显微镜的分辨率很高，横向为0.1～0.2nm，纵向可达0.001nm．如果探针针尖在图2所示的样品表面，从图示位置开始，以恒定高度做一维匀速扫描，如果针尖与样品间地距离在r1和r2的范围内变化，则产生的隧道电流可能是选项中的哪种？（ ）
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扫描隧道显微镜（STM）是根据量子力学原理中的隧道效应而设计成的，当原子尺度的探针针尖在不到一个纳米的高度上扫描样品时，外加一电压（2mV～2V），针尖与样品之间产生隧道效应而有电子逸出，形成隧道电流．电流强度随针尖与样品间的距离的减少而指数上升（如图1所示），当探针沿物质表面按给定高度扫描时，因样品表面原子凹凸不平，使探针与物质表面间的距离不断发生改变，从而引起隧道电流不断发生改变．将电流的这种改变图象化即可显示出原子水平的凹凸形态．扫描隧道显微镜的分辨率很高，横向为0.1～0.2nm，纵向可达0.001nm．如果探针针尖在图2所示的样品表面，从图示位置开始，以恒定高度做一维匀速扫描，如果针尖与样品间地距离在r1和r2的范围内变化，则产生的隧道电流可能是选项中的哪种？（ ）
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扫描隧道显微镜（STM）是根据量子力学原理中的隧道效应而设计成的，当原子尺度的探针针尖在不到一个纳米的高度上扫描样品时，外加一电压（2mV～2V），针尖与样品之间产生隧道效应而有电子逸出，形成隧道电流．电流强度随针尖与样品间的距离的减少而指数上升（如图1所示），当探针沿物质表面按给定高度扫描时，因样品表面原子凹凸不平，使探针与物质表面间的距离不断发生改变，从而引起隧道电流不断发生改变．将电流的这种改变图象化即可显示出原子水平的凹凸形态．扫描隧道显微镜的分辨率很高，横向为0.1～0.2nm，纵向可达0.001nm．如果探针针尖在图2所示的样品表面，从图示位置开始，以恒定高度做一维匀速扫描，如果针尖与样品间地距离在r1和r2的范围内变化，则产生的隧道电流可能是选项中的哪种？（ ）
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（08年黄桥中学三模）扫描隧道显微镜（STM）是根据量子力学原理中的隧道效应而设计成的，当原子尺度的探针针尖在不到一个纳米的高度上扫描样品时，外加一电压（2mV~2V），针尖与样品之间产生隧道效应而有电子逸出，形成隧道电流。电流强度随针尖与样品间的距离的减少而指数上升（如图1所示），当探针沿物质表面按给定高度扫描时，因样品表面原子凹凸不平，使探针与物质表面间的距离不断发生改变，从而引起隧道电流不断发生改变。将电流的这种改变图像化即可显示出原子水平的凹凸形态。扫描隧道显微镜的分辨率很高，横向为0.1~0.2nm，纵向可达0.001nm。如果探针针尖在图2所示的样品表面，从图示位置开始，以恒定高度做一维匀速扫描，如果针尖与样品间地距离在r1和r2的范围内变化，则产生的隧道电流可能是图3中的哪种？
