可見光波長有限

我們之所以能夠看到物體，是因為物體上有光進入我們的眼睛，被眼部神經細胞感知，再傳遞到大腦皮層形成視覺。人的肉眼能看到的可見光的波長範圍大約在380～780nm之間（上下有變動），而一般的原子半徑比這個小。

我們需要知道光的衍射現象：

光在傳播過程中，遇到障礙物或小孔時，光將偏離直線傳播的路徑而繞到障礙物後面傳播的現象，叫光的衍射。

所以，光線在經過原子時，會直接繞過原子進去我們的眼睛，當然看不見了。

那麼怎麼觀測原子？

那麼，如何才能看到原子？很簡單，把照射的光線的波長縮短就好了，電子顯微鏡能夠解決這個問題，透過使用電子槍對被測物體發射高能電子束，從而產生訊號，再把這些訊號轉化為人類肉眼可見的影象，就能實現觀測原子。

回答完畢！感謝收看。

這個問題很有意思，其實歸根結底是我們人類眼睛所能看到光的波長是有限的！

光學顯微鏡

光學顯微鏡顧名思義它是利用光來實現對小的物體進行放大！原理非常簡單就是利用目鏡與物鏡將物體進行兩級放大！當物體放置於物鏡前方，被物鏡作第一級放大後成一倒立的實象，然後此實像再被目鏡作第二級放大，成一虛象，人眼看到的就是虛像。所以我們利用光學顯微鏡放大的倍數就等於就是物鏡放大倍率和目鏡放大倍率的乘積！

那麼問題就來了，我們知道只有當光照射到一個物體後再反射到我們的眼睛後才能看到這個物體，但是我們人眼所能看到的可見光通常在380～780nm之間，但是一般原子直徑要比這個小多了！所以當這些可見光照射到原子上時就會發生衍射現象，即光會“繞過”原子，更不要談反射光線了！

所以即使光學顯微鏡放大倍數再大也無法看到原子！

電子顯微鏡

為了解決這一問題，人們發明了電子顯微鏡，即利用波長更短的高能電子束去觀察原子，然後再將發射回來的訊號進行轉換成顯示屏上的影象！這樣我們就可以看到原子級甚至更小的物體！

目前電子顯微鏡主要分為：透射式電子顯微鏡、掃描式電子顯微鏡、反射式電子顯微鏡和發射式電子顯微鏡等。其適用的情況、解析度、放大倍數都有不同，在基本原理差不多！

因為看原子不是光學顯微鏡的看家本領！簡單地說，光學顯微鏡的工作原理就是利用兩塊放大鏡將微小的物體進行放大，而這兩塊放大鏡就有物鏡和目鏡之分，其中物鏡是決定顯微鏡放大效能的一個重要部件，物鏡的主要引數有工作距離，放大倍數，數值孔徑(NA)，工作距離是指在成像最清楚時物鏡前段與蓋玻片上端之間的距離，放大倍數就是指眼睛看到的物像長度與被觀察物體的長度之比。

1:而數值孔徑就是物鏡和聚光器的主要引數，且數值孔徑是決定顯微鏡分辨力大小的重要引數，一般的物鏡數值孔徑為0.05至0.95，而經過特殊處理的物鏡，比如油浸物鏡的數值孔徑就是1.25，；數值孔徑越大，顯微鏡的分辨力越高，而顯微鏡的分辨力大小則用分辨距離來表示，所謂分辨距離就是指一個成像系統在分辨兩個物體時，所能清晰觀察兩個物體之間的最小距離，比如認為眼的分辨距離就是0.073毫米，小於這個距離的物體，人眼就不能分辨清楚；

2:因此顯微鏡的分辨距離越小，分辨力越高，現在，明白這些引數之後，我們就可以來計算一臺顯微鏡的分辨力大小了，顯微鏡的分辨力大小是由數值孔徑與所用光線的波長決定的，在使用顯微鏡時，當採用中央照明法時，顯微鏡的分辨距離就可以用d=0.61λ/NA來表示，既然是光學顯微鏡，自然離不開日常生活中的光源，而我們人眼所能看見的光的波長在400至760奈米之間，當數值孔徑取1時，波長為400奈米時，分辨距離為244奈米，波長為760奈米時，分辨距離為463奈米。

假如在製造顯微鏡時，綜合地提高顯微鏡各方面的效能，也就是題主所說的精密顯微鏡，那麼所能達到的極限分辨距離也只有200奈米，而原子的直徑一般在零點幾奈米或者幾奈米的範圍內，比如一個氧原子的直徑就約為0.148奈米，兩者之間相差了幾百上千倍！因此在觀察原子時，一般使用電子顯微鏡來觀察，而不是使用普通的光學顯微鏡，光學顯微鏡一般只用來觀察細胞或者細胞器。

這要從微觀粒子的波粒二象性和波的衍涉兩點去解釋。

從物理角度，當波長入>=縫隙寬度d時，衍涉現象明顯，物體邊緣模糊。這就是為什麼光從縫隙穿過時，縫隙邊緣不清楚的原因。回到正題，光學顯微鏡是以光為穿透源來觀察原子結構的，而光的波長要比原子間距大，按上述觀點，光在穿過原子間空隙時會產生較強的衍涉，從而分不清原子間隙，當然看不清原子嘍，我想這應該就是分辯率吧。但為什麼改用電子顯微鏡就可以呢？因為電子的波長比光要小得多，更接近或小於原子間隙寬度，從而使衍涉現象減弱，分辯率提高，有利於觀察原子。

光學顯微鏡能看到細胞，卻看不到更小體積的分子、原子，說明光只是微粒產生的波動，在原子吸收多於反射的情況下不能有效反應原子的實際形狀。即使是反射率較高的金屬原子，將照射在單個原子上的光大部分都反射給顯微鏡，這束光所反應的實像也會在顯微鏡鏡片中被消耗掉，絲毫激不起眼球的反應。解決這個問題，只能找到如三極體放大電流似的部件，可以邊放大邊增強光的差異，最終將非常細微的光線所反應的細節呈現在眼睛這個接收器前。不過，現在即使可以將光放大，也是在走光-電-光的途徑，直接放大光強度的部件仍未被髮明。一旦人類找到這種有效的部件，所有可以反射光的小到電子，都會被光學放大，極大的減少失真程度，微觀世界盡在人類掌握。

原子的尺寸是1埃，可見光的波長是幾百奈米。當我們說到光的時候，一般指的是可見光，可見光是特定波長（400-700奈米）的電磁輻射，如果不限制電磁輻射的波長，我們是能分辨到1埃尺寸的，比如使用波長更短的X射線。

電磁波譜與可見光。

根據波動光學，光有干涉、衍射現象，這導致了光成像的分辨本領與光的波長有關。假設波長為λ的光照射在直徑為d的圓孔上，光波會因為衍射現象發散開來形成一個圓斑，光發散角度θ滿足公式：

換句話說d越大，所形成的光斑就“越小”，從這個角度對我們分辨光的成像是有利的，但d越小，光斑就“越大”，甚至光散開的角度已經和π差不多了，換句話說光已經完全發散開，完全“糊”在一起無法分辨了。

艾裡斑，中間亮斑的角分佈符合公式：sinθ=1.22λ/d

我們一般把d=λ看做是一個可以分辨的極限，這意味著波長為λ的光最多隻能分辨到大小為d=λ的物質結構細節，小於λ的細節是完全無法分辨的，而比λ大的越多則分辨起來越容易。

這就是為什麼光學顯微鏡最多隻能看到零點幾微米（幾百奈米）的原因。但對於X射線來說，硬X射線可以達到0.1埃，所以要想分辨原子尺寸（1埃）的物質結構，使用X射線是一個方法。

此外電子衍射也是常見的探測物質結構的方法（所謂電鏡），根據量子力學，電子的物質波波長λ與電子動量p的關係是：λ=h/p。可見只要加大電子的動量，就可以減小電子的物質波波長，如果λ小於1埃，利用電子衍射也可以觀測原子尺度的物質結構。

一個透射式電子顯微鏡。

此外掃描隧道顯微鏡也是一種常見的分辨微小尺寸物質結構的物理儀器。

掃描隧道顯微鏡利用“量子隧穿”效應來對物質的表面形貌進行成像。

眼大漏神，用肉眼看不到細菌病毒，儀器不配套，如同用人眼看電子一樣，只能看到電子發出的光。光比電子更細微，是電子撞激釋放出的能量，光和熱的輻射。目前材料沒有比光還精細的，只有用暗物質材料製造儀器才行，暗物質看不見摸不著，更沒辦法調查研究，更更有辦法制造出來儀器設奮，只有比爰因斯坦更聰明的人有辦法。