Dlaczego atomy są niewidoczne dla światła widzialnego?

Atomy nie mogą być widoczne w świetle widzialnym, ponieważ są zbyt małe, by odbijać światło w widocznym zakresie częstotliwości. Długość fali światła widzialnego jest zbyt długa, aby sensownie oddziaływać z atomami, więc nie można go odrzucić z powrotem do obserwatora w spójny sposób.

Aby obiekt był widoczny, światło musi odbijać się od jego powierzchni. Obiekty mniejsze niż naturalna długość fali światła używanego do ich skanowania są niewidoczne, ponieważ pozwalają one większej fali światła o niskiej częstotliwości przechodzić przez nie bez odbijania się z powrotem do obserwatora. Widoczne światło ma długość fali pomiędzy 380 nanometrów dla fioletu i 740 nanometrów dla czerwieni. Oznacza to, że najmniejszy obiekt, który może być odbierany w czerwonym świetle, musi mieć szerokość większą niż 740 nanometrów, a najmniejszy obiekt, który można zobaczyć na fioletowo, musi mieć nie mniej niż 380 nanometrów średnicy.

Typowy atom węgla ma atomową średnicę 0,22 nanometra. Zatem pojedynczy atom węgla musiałby być 1,727 razy większy niż blokować pojedynczy foton fioletowego światła, a musiałby być 3636 razy większy, aby był widoczny na czerwonej długości fali.