Ultramikroskopische Objekte, manchmal auch als submikroskopisch oder nanoskopische Objekte bezeichnet, sind Objekte, die zu klein sind, um mit einem herkömmlichen Mikroskop sinnvoll beobachtet zu werden. Dies bezieht sich normalerweise auf Objekte mit einer Größe von weniger als einem Mikrometer, kann sich jedoch auch auf Bakterien mit einer Größe von einigen Mikrometern beziehen. Ein Mikrometer oder Mikrometer ist ein Millionstel Meter, gefolgt vom Nanometer, der ein Milliardstel Meter ist.
Das gebräuchlichste Mittel zur Beobachtung ultramikroskopischer Objekte ist das 1931 erfundene Elektronenmikroskop. Ein paar andere sind das Ultramikroskop, das Objekte beobachtet, die kleiner als die Wellenlänge des Lichts sind, indem ihre Beugungsringe an einem schwarzen Körper beobachtet werden, und das Rastertunnelmikroskop, das nutzt Quanteneffekte, um einzelne Atome abzubilden.
Einige ultramikroskopische Längen und Objekte umfassen:
Wasserstoffatom – 0.05 nm.
Schwefelatom – 0.1 nm.
Durchmesser der Kohlenstoff-Nanoröhrchen – 1 nm.
Durchmesser der DNA-Helix – 2 nm.
10 Basenpaare in einem typischen DNA-Strang – 3.4 nm.
Dicke der typischen Zellmembran – 6-10 nm.
Kleinste Viren – 20 nm.
Wellenlänge des extrem ultravioletten Lichts – 40 nm.
Kleinste Strukturgröße heutiger Mikrochips – 65 nm.
Größe typischer Rauchpartikel – 100 nm.
Größter bekannter Virus,
Das sichtbare Lichtspektrum (violett) beginnt – 380 nm.
Kapsiddurchmesser des größten bekannten Virus, Mimivirus – 400 nm.
Durchmesser des kleinsten bekannten Bakteriums Haemophilus influenzae – 500 nm.
Informelle Obergrenze des ultramikroskopischen Regimes – 1000 nm.
Als das Elektronenmikroskop in den 1940er Jahren erstmals kommerziell eingesetzt wurde, war eine seiner ersten Anwendungen die Charakterisierung und Beschreibung von Viren, die bis dahin als relativ mysteriös galten. Ein Großteil der bahnbrechenden Forschung fand in Deutschland, Kanada und den Vereinigten Staaten statt. Es wurde entdeckt, dass sich Viren wie die meisten anderen ultramikroskopischen Objekte in Bezug auf ihre Umgebung nicht ändern, was sie von der Aufnahme in den Lebensbaum ausgeschlossen haben soll.
Andere Anwendungen für Ultramikroskope sind die Beobachtung von Nebelpartikeln und die Verfolgung von Ionen in Nebelkammern sowie das Studium der Brownschen Bewegung, die eines der ersten Themen war, die sich Einstein zu Beginn seiner Physikkarriere widmete.