mikroskopisch und makroskopisch

Die Begriffe mikroskopisch und makroskopisch (von griechisch μικρός mikrós, „klein“ bzw. griechisch μακρός makrós, „weit, groß“ und griechisch σκοπεῖν skopeĩn, „beobachten, betrachten“) unterscheiden Sichtweisen, die sich auf das Kleine konzentrieren bzw. dieses außer Acht lassen.

In manchen Fällen stimmt das damit überein, ob man zur Betrachtung eine Lupe oder ein Mikroskop verwendet, oder ob man sich auf die mit bloßem Auge sichtbaren Strukturen beschränkt (Freisichtigkeit). In der Medizin nennt man die Betrachtung mit dem bloßen Auge Makroskopie (siehe auch Makroskopische Anatomie).

In der Physik meint man jedoch mit mikroskopisch meist eine Betrachtung auf der Ebene von Teilchen (etwa Atomen oder deren Bestandteilen), bei der typische Quanteneffekte wie Interferenz der Wellenfunktion berücksichtigt werden. Mit makroskopisch meint man dagegen die Betrachtung statistischer Größen gemäß dem Gesetz der großen Zahl. Ein Gas ist beispielsweise makroskopisch homogen, mikroskopisch besteht es aus einzelnen Molekülen mit viel leerem Raum dazwischen.

In der Festkörperphysik und Chemie wird ein zwischen mikroskopisch und makroskopisch liegender Übergangsbereich als mesoskopisch (von griechisch μέσο „Mitte“) bezeichnet. Hier hängen Materialeigenschaften zwar von der Größe des Systems ab, etwa aufgrund einer großen freien Weglänge, aber die große Zahl der Atome vereitelt eine Auflösung des Energiespektrums in diskrete Niveaus. Vereinfachend gesagt erstreckt sich der mesoskopische Bereich auf eine Längenskala von etwa einem Nanometer bis etwa einem Mikrometer.