審核：小文
引言：從高中的物理課本我們可以得知，世間萬物都是由原子構成的。即使是兩種不一樣的物質，也有可能是由相同的原子組成的。比如說二氧化碳與一氧化碳都是由氧原子與碳原子組成的。那麼科學家們到底是怎麼發現原子的？又是怎麼測量它的大小呢？
原子的直徑那麼小，幾乎只有頭髮絲直徑的百萬分之一，科學家們是怎麼發現它的呢？那我先反問你，如果給你一個包子，你有什麼方法可以知道這個包子是什麼餡兒的呢？這個問題看起來簡單，答案不就是用手把它掰開看看嗎？沒錯，其實科學家們發現原子也是這麼簡單的方法。但這個方法放在包子上簡單，用在原子上可就沒那麼簡單了。首先科學家們需要粒子加速器將一種粒子加速，使其具有能量。然後讓它轟擊大分子物質，這些有一個個原子構成的分子就會被「粉身碎骨」。
高中的物理學已經讓我們知道了原子的內部結構，一個原子是由原子核以及核外電子構成。而原子核則是由質子或者中子構成。而中子則是由夸克構成。可以說，在目前人類已知的世界中，夸克是質量與體積最小的物質了。而這些答案人們又是怎麼知道的呢？其實還是利用剛才上述的方法。只不過隨著粒子體積的減小，用來轟擊的粒子以及增加的能量都需要不斷地提升。粒子用到的是電子，通過電子攜帶的負電荷，人們只需要增加一個強大的電場就可以使其加速了，獲取足夠多的能量。
利用高速的粒子撞擊未知的粒子以獲取其內部的信息，這個方法的原理其實非常地簡單。首先我們需要知道的是，構成原子核的中子以及質子，它們之間是通過強大的吸引力結合成原子核。所以原子核的密度非常的大，達到每立方米10的7次方公斤。如果每個原子只存在原子核的話，那麼一立方米的原子重量大約是10的14次方噸。然後根據動量守恆定律，我們只需要將轟擊的粒子加速，使其攜帶的動量足以抵消原子核內的吸引力，科學家們就可以了解原子核內部的結構了。
雖然原子的結構模型非常的簡單，就像太陽系一樣，核外的電子像行星圍繞地球旋轉一樣包圍著原子核，但事實上，想要描述一個原子核的直徑其實非常地不易。行星圍繞太陽的運動，科學家們可以根據萬有引力的公式，不僅能夠十分簡單地計算出每一顆行星的運行軌跡，就連每一分，每一秒，這顆行星運動的狀態通通都了如指掌。但是原子核外的電子不一樣，科學家無法對每一顆核外電子都進行精準的預測，因此對也無法測量出整個原子的直徑了。難道就沒有人解決這個問題嗎？
在微觀的世界中，許多在宏觀上的物理定律都無法適用。原子核內部的情況無法用確定的數據表示，只能夠通過概率的形式表示，這就是電子云的概念。許多科學家為了解決這個問題，紛紛提出了自己的建議。分別有玻爾半徑、共價半徑、金屬半徑、離子半徑、範德華半徑等等。隨著掃描隧道顯微鏡的發明，原子的直徑被確認通常在0.5至0.1納米。