多少倍显微镜能看到原子结构

现代电子显微镜能放大200万倍观察原子结构。高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)可直接看到原子排列，扫描隧道显微镜(STM)甚至能操纵单个原子。原子直径约0.1纳米，普通光学显微镜最大放大1500倍，无法达到这种精度。原子力显微镜(AFM)通过探针尖端感知原子表面，分辨率达0.1纳米级别。这些设备需要超高真空环境和特殊样品制备，普通实验室无法实现。

原子结构观察依赖量子力学原理。电子显微镜利用电子束代替光子，波长极短可达0.002纳米。晶体样品中原子间距0.2-0.3纳米，需要足够放大倍数才能分辨。X射线晶体学通过衍射图案间接推断原子位置，分辨率约0.01纳米。石墨烯等二维材料成为原子级观察的理想样本，研究人员能清晰看到六边形碳原子网格结构。