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第1章 科学来自梦想——原子观的形成和发展 1

1.1 古希腊哲人对世界本原的猜想 2

1.2 古代东方哲学的物质观 4

1.3 被扼杀的原子 6

1.4 梦想催生炼金术 8

1.5 再度复活的原子 10

1.6 从炼金术到科学原子论 11

1.7 原子不是终极 16

1.8 古代哲学未必衍生科学 22

第2章 争论出真理——光学发展与光学显微镜 26

2.1 长“翅膀”的光 26

2.2 初识自然光 28

2.3 近代光学初露端倪 33

2.4 争论—科学理论发展的助推器 37

2.5 光学显微镜中的世界 50

2.6 光学显微镜的基本原理和构造 63

2.7 不同类型光学显微镜的结构和技术特点 67

2.8 光学显微镜支撑下的微观物质世界框架 74

第3章 神秘射线引发的科学巨变——精确的晶体结构测量 78

3.1 水晶，一种坚硬的冰？ 79

3.2 猝不及防的神秘访客 82

3.3 巧妙揭开X射线面纱 89

3.4 当X射线与物质相遇 96

3.5 与晶体的不解之缘 101

3.6 X射线衍射实验装置 116

3.7 从一张单晶衍射照片到DNA结构的发现 138

3.8 充满活力的X射线技术 143

3.9 最亮的光源——同步辐射 147

第4章 深入原子内部——物质波与电子显微镜 170

4.1 “吸铁石”琥珀 170

4.2 孪生姊妹“电”与“磁” 173

4.3 深入原子内部 177

4.4 因“物质波”而诞生的电子显微镜 180

4.5 当物质遇到电子 183

4.6 显微镜和衍射仪的结合——透射电子显微镜 187

4.7 透射电显微镜构造原理 194

4.8 透射电子显微镜的主要性能指标 198

4.9 透射电子显微镜的应用 199

4.10 透射电子显微镜样品制备技术 200

4.11 发展中的透射电镜 204

4.12 因电子扫描术启发而出现的显微镜 205

4.13 扫描电镜的基本结构与原理 207

4.14 扫描电镜的性能特点和工作模式 223

4.15 电子显微镜高分辨、多功能的发展趋势 227

第5章 真实的原子——量子化世界与扫描探针显微镜 232

5.1 量子隧道开创全新微观显微技术 232

5.2 微观世界里的“穿墙术” 235

5.3 扫描隧道显微镜（STM）工作原理 237

5.4 原子力显微镜工作原理 240

5.5 SPM家族的其他成员 243

参考文献 245