Оптический микроскоп основан на использовании света с длиной волны порядка нескольких сотен нанометров для создания увеличенного изображения объектов. Молекулы и атомы, с другой стороны, имеют гораздо меньшие размеры, чем длина волны света, используемого в оптическом микроскопе.
В результате, когда свет проходит через образец, он рассеивается в разные направления. Это приводит к тому, что изображение, полученное оптическим микроскопом, содержит только информацию о форме и расположении объектов, но не может показать детали их внутренней структуры на молекулярном или атомном уровне.
Для того чтобы изучать молекулярную и атомную структуру, требуется использовать методы, которые позволяют работать с объектами такого малого размера, например, электронный или просвечивающий зондовый микроскоп, рентгеновскую дифракцию, ядерную магнитную резонанс и другие методы. В этих методах используются более короткие длины волн, такие как электроны или рентгеновские лучи, что позволяет получать более высокоразрешающие изображения и более подробную информацию о структуре материи на молекулярном и атомном уровнях.