* upplösningsgränser: Ljusmikroskop fungerar genom att belysa ett prov med ljus och sedan förstora ljuset som passerar genom eller återspeglas från provet. Upplösningen av ett ljusmikroskop begränsas av våglängden för den använda ljuset. Det minsta objektet som kan lösas är ungefär hälften av våglängden för det använda ljuset.
* Storlek på atomer: Atomer är oerhört små i storleksordningen nanometer. Våglängden för synligt ljus är mycket större än storleken på en atom (hundratals nanometer). Därför diffrakterar ljusvågor helt enkelt runt atomer och ger inte tillräckligt med detaljer för att visualisera dem.
Vad behövs för att se atomer:
För att se atomer behöver vi verktyg som kan lösa föremål på mycket mindre skalor än ljusmikroskop:
* elektronmikroskop: Dessa mikroskop använder elektronstrålar istället för ljus. Elektroner har mycket kortare våglängder än ljus, vilket möjliggör mycket högre upplösning. Elektronmikroskop kan användas för att avbilda individuella atomer.
* skanningstunnelmikroskop (STM): Dessa mikroskop använder en skarp metallspets för att skanna ytan på ett material. Spetsen föras mycket nära ytan, och en kvantmekanisk effekt som kallas "tunneling" gör att elektroner kan flyta mellan spetsen och ytan. Det nuvarande flödet mäts och denna information används för att skapa en bild av ytan. STM kan användas för att avbilda individuella atomer och till och med manipulera dem.
Sammanfattningsvis: Atomer är för små för att ses med de ljusmikroskop vi använder i vardagen. Vi behöver specialiserade verktyg som elektronmikroskop eller skanning av tunnelmikroskop för att visualisera dessa små byggstenar av materia.
