在天纵检测（SKYLABS）去解释这个问题前，我们先要明白人眼为什么可以看到一个物体？其实我们之所以能够看到一个物体，是由于物体上反射的光线进入了我们的眼睛，物体所反射的光线被眼部神经细胞所感知，再传递到大脑皮层这样就形成看视觉感知。

     从上图，我们可以比较清楚了解，人的肉眼所能看到的可见光的波长范围大概是在380～780nm之间，但是一般原子直径则要比可见光波长小了两个数量级。通常小的原子直径在零点几纳米，大的也不过在几纳米的范围内，比如一个氧原子的直径就在0.148纳米左右。

所以当这些可见光照射到原子上时就会发生衍射现象，即可见光会“绕开”原子大小的物体。没有发射，原子也就“隐形”了。所以即使光学显微镜放大倍数再大再精密，它也是不可能看到原子这样大小的物体的。

那我们在实验室中的原子图像照片又是如何得来的了？其实现阶段，我们主要观察原子的方法也是使用了显微镜，只是它是一种特殊的可发射“非可见光”的电子显微镜（SEM）来进行观测的。电子显微镜可以发射波长更短的高能电子束去探测被测物，由于电子的波长小于所观测的原子，因此其反射回来的信号我们再进行转换，这就形成了电子显微镜下所显示的图像。通过这种手段，我们就可以看到原子甚至更小的物体了。下图是一个使用电子显微镜观察石墨烯原子的图片。

       在电子显微镜下，我们可以比较清楚的看到石墨烯的典型六边形结构。电子显微镜也是我们分析材料微观结构的一个最基本工具。

承上所述，我们在观察原子时，由于可见光的波长远远大于原子的大小，可见光会对远远小于其波长的物体发生光的“衍射现象”，这就造成了使用普通的光学显微镜一般只能用来观察细胞级别的物体，要观察纳米级别的原子则必须使用电子显微镜去完成这个工作。