显微镜看到的是原子还是原子中的电子？原子有具体的形状吗？什么样的显微镜能看到电子？从量子显微镜开始。

上图是2013年用量子显微镜拍摄的，是迄今为止拍摄的最清晰、最新的原子图像。

另一种流行的观察原子的显微镜叫做STM显微镜。

它的工作原理是利用量子隧穿效应。

这是一个非常惊人的现象。

例如，一个人站在山脚下。如果他想到达山的另一边，他必须翻过这座山。

但当涉及到量子领域时，神奇的事情发生了。这个微小的量子(像电子一样)神奇地找到并穿过“山隧道”到达另一边，而不是爬山。

说白了，量子可以穿墙而过，但你的头会被撞到。

STM利用了这一原则。它使用一个非常薄的探针，针头上只有一个原子，然后在针头的尖端施加电流，然后使原子接触被测量的物质。根据电流和距离的关系，我们可以知道原子的样子和排列方式。

1990年，IBM的科学家展示了一张令人瞠瞠结的图片：用STM技术将金属镍表面的氙原子拼成了“IBM”这个词。

1993年，他们重复了这一伎俩，用铁原子在钴上面写了汉字“原子”。

利用STM，科学家们终于可以看到物质的原子层是如何形成的：金和二硫化钼的表面原子。

在上面，科学家们可以使用探针随意移动原子，他们可以使用这项技术来设计原子结构，尽管《三体》小说中的高维膨胀和质子蚀刻还有很长的路要走。

科学家们使用STM将Si(111)构建成一个六边形的土墩。

如果你能摆弄原子，你也能摆弄分子。

例如，我们可以使用STM来重新编辑一些DNA等等。

科学可以是有趣的，欢迎来到这个女孩!

A:它是整个原子，包括电子。原子尺度分辨率显微镜看不到原子，而是通过“触摸原子”得到原子的形状。

光的本质是电磁波，每一种电磁波都有一个波长，当物体的大小比电磁波的波长小得多时，光学显微镜无法分辨物体；即使是短波长的电磁波，我们所能探测到的东西也是有限的，所以光学显微镜的放大倍率不到2000倍，远远达不到原子尺度的分辨率。

目前，能看到原子尺度的设备有隧道扫描显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)，两者都能达到0.01nm的尺度，氢原子直径为0.1nm。我们利用这两种显微镜的原理来回答问题。

隧道扫描显微镜隧道扫描显微镜原理主要利用量子力学中的量子隧道效应；就像一堵高墙，普通人要穿过墙顶才能到达墙的另一边，但量子世界不同，量子人可以突然从墙的一边消失，然后出现在墙的另一边。

在宏观世界中很难看到这种情况发生，但在量子世界中却经常发生，而且墙越薄，量子隧穿发生的可能性就越大。

隧道显微镜有一个非常小的探针，探针的尖端只有一个原子。当探针穿过导电物体的表面时，探针上的电子有机会通过量子隧道效应逃逸到物体中。探针与物体之间的距离越小，量子隧穿效应越明显。

然后，利用微电流放大器，我们可以得到探针上电子的逸出，我们可以得到物体表面的形状分布，这样我们就可以看到原子尺度上的世界，实际上更像是探针在“触摸”原子表面，获取原子信息。

原子力显微镜原子力显微镜利用高灵敏度的机械装置，获得原子周围力场的分布，模拟原子表面的外观。

与隧道扫描显微镜相比，原子力显微镜只能检测导电物体，并且对于不同的导电物体，检测数据是不同的。

原子力显微镜可以探测绝缘体中的原子，具有更广泛的应用。

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