原子非常小，我们用眼睛（也就是显微镜）都无法看到。为了让您对原子的大小有所体会，下面提供了各种原子和粒子的近似直径：

• 原子=1x10^-10米
• 核子=1x10^-15至1x10 ^-14米
• 中子或质子=1x10^-15米
• 电子——没有确切值，不过数量级应该为1x10^-18米

使用光显微镜也看不到原子。但是，在1981年发明了一种称为“扫描隧道显微镜（STM）”的显微镜。STM包括以下部件：

• 一个非常小的、能够导电的针尖（探针）
• 安装探针的快速压电扫描设备
• 为探针供应电流、控制扫描仪以及接受运动传感器信号的电子元件
• 控制系统以及执行数据分析（数据收集、处理、显示）的计算机

STM工作方式如下：

• 在给探针提供电流时，扫描仪会将针尖迅速移过导电样品的表面。
• 当针尖遇到原子时，原子和针尖之间的电子流就会发生变化。
• 计算机会用原子的位置（x,y）记录电流变化。
• 扫描仪继续将针尖移过样品表面上的每个点（x,y），并记录每个点的电流。
• 计算机会收集数据，绘制与原子位置图对应的表面上的电流图。

这个过程与以前的留声机的工作过程非常相像，拾音针就好比探针，乙烯唱片上的凹槽就好比原子。STM探针移过表面的原子轮廓线，使用隧道电流作为原子位置的敏感探测器。

美国国家标准与技术研究所（NIST）供图 GaAs表面（蓝色）上的一个之形铯原子链 （红色）的STM图像（7纳米x7纳米）.

利用STM以及新推出的此类显微镜，我们便可以观察到原子。此外，还可以使用STM来控制此处显示的原子：

NIST供图 图片来源：IBM Almaden研究实验室 使用STM探针可以在表面上定位原子，在表面上创建自定义图样。

这样就可以移动和模化原子，帮助制造分子马达等各种设备（有关详细信息，请参见纳米技术揭秘）。

总之，20世纪的科学已经揭示了原子的结构。现在科学家们正在进行实验，揭示核子结构以及核子聚合力的细节。