* Grootte: Atomen zijn ongelooflijk klein en meten slechts enkele angstromen in diameter (één angstrom is 0,1 nanometer). Dit is veel kleiner dan de golflengte van zichtbaar licht, dat is ongeveer 400-700 nanometers.

* diffractielimiet: Microscopen vertrouwen op licht om afbeeldingen te maken. De diffractielimiet van het licht dicteert dat objecten kleiner dan de helft van de golflengte van licht niet kunnen worden opgelost. Omdat atomen veel kleiner zijn dan de golflengte van zichtbaar licht, vervagen ze samen en worden ze niet te onderscheiden.

Er zijn echter gespecialiseerde technieken die ons in staat stellen om indirect atomen te "zien":

* Scanning -tunneling microscoop (STM): Deze microscoop gebruikt een scherpe metalen punt om een ​​oppervlak te scannen. Door de kwantumtunnelingstroom tussen de punt en het oppervlak te meten, kan deze beelden van individuele atomen maken.

* atomaire krachtmicroscoop (AFM): Deze microscoop gebruikt een kleine sonde om een ​​oppervlak te scannen. De sonde is bevestigd aan een cantilever, die buigt of afbuigt terwijl deze interageert met het oppervlak. Door de afbuiging te meten, kan de AFM afbeeldingen van individuele atomen maken.

* transmissie -elektronenmicroscoop (TEM): Deze microscoop gebruikt een elektronenstraal om een ​​monster te verlichten. Omdat elektronen een veel kortere golflengte hebben dan zichtbaar licht, kunnen ze worden gebruikt om veel kleinere objecten op te lossen, waaronder individuele atomen.

Dus hoewel we atomen niet direct kunnen zien met een traditionele microscoop, stellen deze gespecialiseerde hulpmiddelen ons in staat om hun opstelling en gedrag te visualiseren en te bestuderen.