在电子显微镜下能看到原子吗

答案部分是肯定的。通常我们在电子显微镜下获得的图像中看到的反差，只是入射电子和被研究材料之间各种相互作用的结果。限制显微镜分辨率的障碍很少，如所使用的电磁透镜的像差和涉及孔径的衍射效应。今天除了在光阑处的衍射外，部分地减少这种屏障是可能的。例如下面的图像是从像差校正电子显微镜获得的。所用的样品是纳米晶钯。

该图像显示的是昆虫样品中晶界的三次和四次交界。我们在图中看到的白点是钯原子柱。

如果我们选择包含多种元素的材料，情况就复杂了。例如下面的图像从掺杂硒(Se)原子的二硫化钼(MoS2)样品中获得。

图像是由电子显微镜获得的，它包含少量的亮点和少量的暗点作为图像对比。要找出哪个点属于哪个原子是很困难的。认为原子序数高的原子对电子的散射更强，表现为明亮，而原子序数低的原子对电子的散射较弱。基于这个理论，图像被解释并显示。我们可以比较这两幅图像，找出哪个点属于哪个原子。但是这需要仔细的分析。对焦和校正不当可能导致对结果的误解。

当纳米技术在20世纪60年代发展起来的时候，它只是一个想法。科学家们对纳米技术的发展无能为力，因为他们没有在纳米尺度上观察或工作的工具。所以在某种程度上，纳米技术是和显微镜一起发展的。光学显微镜已经存在许多年了。用现代光学显微镜可以放大2000倍以上。这足以看到植物和动物细胞的内部，但还不够详细。

主要的限制是光的波长。实际上许多纳米尺度的物体是如此之小，以至于对准它们的光线会偏离目标，所以不会反射回来让我们看到。这意味着小于300纳米的物体在光学显微镜下会被扭曲。为了把东西放大，人们发明了一种新的工具。这是在1931年随着电子显微镜的发明而出现的。电子束聚焦在样品上。当它们撞击时，它们就会分散，而这种分散被用来重建图像。

电子显微镜可以把物体放大50多万倍，足以看到细胞内部的许多细节。电子显微镜有几种类型。透射电子显微镜可以用来观察纳米粒子和原子。科学史上的许多发展都是由于新工具的发展来满足科学家的需要。显微技术就是一个很好的例子。显微镜的历史沿袭了传统的技术过程，即根据特定的需要来开发东西。

要想详细地观察原子，就需要一种不依赖光或电子束的工具。这是在20世纪80年代随着扫描探针显微镜的发展而出现的。当你用手指触摸表面时，比如纸或地毯，你就能看出它是光滑还是粗糙。

纽约显微镜公司的扫描探针显微镜的工作原理与此类似，但使用的是纳米级手指。原子力显微镜有一个非常细的尖端，有时只有原子宽，它被拖过样品表面。尖端上升到原子之上，然后落入原子之间的空隙中。