原子的尺寸是1埃，可見光的波長是幾百納米。當我們說到光的時候，一般指的是可見光，可見光是特定波長（400-700納米）的電磁輻射，如果不限制電磁輻射的波長，我們是能分辨到1埃尺寸的，比如使用波長更短的X射線。
電磁波譜與可見光。
根據(jù)波動光學，光有干涉、衍射現(xiàn)象，這導致了光成像的分辨本領(lǐng)與光的波長有關(guān)。假設(shè)波長為λ的光照射在直徑為d的圓孔上，光波會因為衍射現(xiàn)象發(fā)散開來形成一個圓斑，光發(fā)散角度θ滿足公式：
換句話說d越大，所形成的光斑就“越小”，從這個角度對我們分辨光的成像是有利的，但d越小，光斑就“越大”，甚至光散開的角度已經(jīng)和π差不多了，換句話說光已經(jīng)完全發(fā)散開，完全“糊”在一起無法分辨了。
艾里斑，中間亮斑的角分布符合公式：sinθ=1.22λ/d
我們一般把d=λ看做是一個可以分辨的極限，這意味著波長為λ的光最多只能分辨到大小為d=λ的物質(zhì)結(jié)構(gòu)細節(jié)，小于λ的細節(jié)是完全無法分辨的，而比λ大的越多則分辨起來越容易。
這就是為什么光學顯微鏡最多只能看到零點幾微米（幾百納米）的原因。但對于X射線來說，硬X射線可以達到0.1埃，所以要想分辨原子尺寸（1埃）的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，使用X射線是一個方法。
此外電子衍射也是常見的探測物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法（所謂電鏡），根據(jù)量子力學，電子的物質(zhì)波波長λ與電子動量p的關(guān)系是：λ=h/p。可見只要加大電子的動量，就可以減小電子的物質(zhì)波波長，如果λ小于1埃，利用電子衍射也可以觀測原子尺度的物質(zhì)結(jié)構(gòu)。
一個透射式電子顯微鏡。
此外掃描隧道顯微鏡也是一種常見的分辨微小尺寸物質(zhì)結(jié)構(gòu)的物理儀器。
掃描隧道顯微鏡利用“量子隧穿”效應(yīng)來對物質(zhì)的表面形貌進行成像。
