Учёные изучают строение атомов и изомеров, не видя их напрямую, с помощью различных косвенных методов: 1

• Броуновское движение. 1 Наблюдение за хаотичным движением микроскопических частиц, вызванным столкновениями с невидимыми атомами, было одним из первых доказательств существования атомов. 1
• Рентгеновская кристаллография. 1 Рентгеновские лучи могут дифрагировать на кристаллических структурах, что позволяет учёным определять расположение атомов в кристалле и делать выводы о размере и форме молекул. 1
• Сканирующая туннельная микроскопия (СТМ). 14 СТМ позволяет «ощупывать» поверхность материалов с помощью очень тонкой иглы, создавая изображения отдельных атомов и молекул. 1
• Спектроскопия. 1 Анализ спектров излучения и поглощения веществ позволяет учёным определить энергетические уровни атомов и молекул, что даёт информацию об их электронной структуре. 1

Также для изучения строения материи учёные используют разнообразные экспериментальные установки, позволяющие получить в результате взаимодействия невидимых глазом объектов видимые результаты. 2 Дальше к полученной информации добавляется логика и математика, в результате чего восстанавливается строение исходных объектов. 2