为什么原子分子没有实物图，只有模型？ 第1页

这是世界上第一张肉眼可见的一个原子的照片。

看到了么，中间那个略带发光的蓝紫色的小点，就是一个锶原子。

我们知道，原子实在是太小了，直径的数量级大约是10⁻¹⁰m。说数量级大家都没什么直观的概念，打个比方，你看一下你正在刷屏的拇指。假设一个拇指和你所在的房间一样大，我们用大米填满这个房间，每一粒米就代表你拇指的一个细胞。现在让把这粒米变成你所在的房间一样大，我们再次用大米填满这个房间，每一粒米就差不多是一个蛋白质的大小，让我们再用沙子塞满米粒之间的空隙，原子大概就是一粒沙子这么大。

原子如此之小，即使在最强大的光学显微镜下，我们也不可能看到原子长什么样子。所以你看其它回答都是用大型透射电镜等设备用电子束穿透拍摄到的。但矛盾的是，在上面这张真实的光学成像的照片中，你可以用肉眼看到一个锶原子。

这张照片是由牛津大学的量子物理学家大卫·纳德林格拍摄的，被称为“离子陷阱中的单个原子”。大卫设法捕捉到了一幅在题主问问题时人们还认为不可能拍出来的图像：单个原子悬浮在肉眼可见的电场中。这张照片已经赢得了2018年英国工程和物理科学研究委员会(EPSRC)举办的最佳科学照片和成像大赛的大奖。

照片显示，一个锶原子被束缚在一个强大的电场之中。蓝紫色激光指向这个原子，导致原子发光。这张照片不仅捕捉到了原子，还捕捉到了它在激发态时发出的光。

之所以用锶做这个实验，是因为有38个质子的锶相对较大,半径约为一毫米的10亿分之215，可以通过一个巧技，用高功率激光照亮从而使得锶原子的电子接收能量并开始稳定的受激发光。相隔两毫米的一对金属电极在真空中产生了一个强大的电场（这里还涉及到塞曼减速器和磁光阱等黑科技，也是锶原子光晶格钟里能让锶原子的速度降到每秒几厘米量级的原因，这里不展开了），保证锶原子的位置稳定，并被一个蓝紫色激光照亮。一旦带电电子发出足够的光，即使用最普通的相机也能拍摄到它。

但是，如果你亲自站在这个装置旁边，你什么都看不到。这张照片是通过长时间曝光来拍摄的，受限于肉眼的光通量，用肉眼还是无法直接看到这个单个原子。

宇宙的基本构造是决定宇宙自然法则的东西，这张奇妙的照片，把宇宙基本构造的微观世界和我们的宏观现实宇宙连接在了一起。

实际上是有实物图的，13年的时候有科学家第一次拍到了氢原子的电子结构：

图来自：Hydrogen Atoms under Magnification: Direct Observation of the Nodal Structure of Stark States

不过原子尺度的照片的确不好拍，主要是尺寸太小，现有的成像技术分辨率有限。