Obiectele ultramicroscopice, numite uneori sub-microscopice sau nanoscopice, sunt obiecte prea mici pentru a fi observate în mod util cu un microscop convențional. Aceasta se referă în mod obișnuit la obiecte mai mici de aproximativ un micron, dar se poate referi la bacterii mai mari de câțiva microni. Un micron, sau micrometru, este o milioneme dintr-un metru, urmat de nanometru, care este o miliardime dintr-un metru.
Cel mai obișnuit mijloc de observare a obiectelor ultramicroscopice este microscopul electronic, inventat în 1931. Alte câteva includ ultramicroscopul, care observă obiecte mai mici decât lungimea de undă a luminii prin observarea inelelor lor de difracție împotriva unui corp negru și microscopul de scanare tunel, care folosește efecte cuantice pentru imaginea atomilor individuali.
Unele lungimi și obiecte ultramicroscopice includ:
Atom de hidrogen – 0.05 nm.
Atom de sulf – 0.1 nm.
Diametrul nanotubului de carbon – 1 nm.
Diametrul helixului ADN – 2 nm.
10 perechi de baze într-o catenă tipică de ADN – 3.4 nm.
Grosimea membranei celulare tipice – 6-10 nm.
Cei mai mici virusuri – 20 nm.
Lungimea de undă a luminii ultraviolete extreme – 40 nm.
Cea mai mică dimensiune a caracteristicilor microcipurilor actuale – 65 nm.
Dimensiunea particulelor tipice de fum – 100 nm.
Cel mai mare virus cunoscut,
Începe spectrul luminii vizibile (violet) – 380 nm.
Diametrul capsidei celui mai mare virus cunoscut, Mimivirus – 400 nm.
Diametrul celei mai mici bacterii cunoscute, Haemophilus influenzae – 500 nm.
Limita superioară informală a regimului ultramicroscopic – 1000 nm.
Când microscopul electronic a început să fie utilizat comercial în anii 1940, una dintre primele sale aplicații a fost caracterizarea și descrierea virușilor, care erau considerați relativ misterioși până în acel moment. O mare parte din cercetările de pionierat au avut loc în Germania, Canada și Statele Unite. S-a descoperit că virușii, împreună cu majoritatea celorlalte obiecte ultramicroscopice, nu se schimbă în raport cu mediul lor, ceea ce se crede că i-a împiedicat să fie incluși în arborele vieții.
Alte utilizări ale ultramicroscoapelor includ observarea particulelor de ceață și urmărirea ionilor în camerele cu nori și studiul mișcării browniene, care a fost unul dintre primele subiecte abordate de Einstein la începutul carierei sale în fizică.