Les atomes ne peuvent pas être vus dans la lumière visible car ils sont trop petits pour réfléchir la lumière dans la gamme de fréquences visibles. La longueur d'onde de la lumière visible est trop longue pour interagir de manière significative avec les atomes, elle ne peut donc pas rebondir à un observateur de manière cohérente.
Pour qu'un objet soit visible, la lumière doit pouvoir rebondir sur sa surface. Les objets plus petits que la longueur d'onde naturelle de la lumière utilisée pour les scanner sont invisibles, car ils permettent aux plus grandes ondes de lumière basse fréquence de les traverser sans rebondir vers un observateur. La lumière visible a une longueur d'onde comprise entre 380 nanomètres pour le violet et 740 nanomètres pour le rouge. Cela signifie que le plus petit objet pouvant être perçu en lumière rouge doit mesurer plus de 740 nanomètres de diamètre et que le plus petit objet pouvant être vu en violet ne doit pas mesurer moins de 380 nanomètres de diamètre.
Un atome de carbone typique a un diamètre atomique de 0,22 nanomètre. Ainsi, un seul atome de carbone devrait être 1 727 fois plus gros qu'il ne l'est pour bloquer un seul photon de lumière violette, et il devrait être 3 364 fois plus gros pour être vu dans la longueur d'onde rouge.
