當(dāng)探針和樣品之間的距離達(dá)到可以檢測(cè)到原子力的范圍時(shí)，懸臂在其固有本征頻率(f0)被激發(fā)，懸臂的共振頻率(f)會(huì)偏離其原始共振頻率(固有本征頻率)。換句話說，在可以檢測(cè)到原子力的范圍內(nèi)，頻移(df=f-f0)將被觀察到。因此，當(dāng)探針和樣品之間的距離處于非接觸區(qū)域時(shí)，隨著探針和樣品之間的距離變小，頻移沿負(fù)方向增加。

　　當(dāng)樣品具有凹度和凸度時(shí)，頂端和樣品之間的距離根據(jù)凹度和凸度而變化，同時(shí)沿著x-y方向掃描樣品(z方向沒有高度調(diào)節(jié))。結(jié)果，頻率偏移出現(xiàn)。通過沿樣品表面x-y方向的光柵掃描獲得的頻率值相對(duì)于每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的x-y坐標(biāo)繪制的圖像稱為恒定高度圖像。

　　另一方面，當(dāng)沿著x-y方向?qū)颖颈砻孢M(jìn)行光柵掃描時(shí)，可以通過使用負(fù)反饋(通過使用z反饋回路)在z方向上下移動(dòng)探針(參見圖5的(3))來保持df恒定。負(fù)反饋量(探頭在z方向上下移動(dòng)的距離)相對(duì)于每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的x-y坐標(biāo)繪制的圖像就是形貌圖像。換句話說，形貌圖是探 頭**的軌跡，探頭**經(jīng)過調(diào)節(jié)使得測(cè)向恒定，它也可以被認(rèn)為是測(cè)向恒定高度表面的圖。

　　因此，原子力顯微鏡的形貌圖像本身不是精確的表面形貌，而是實(shí)際上受探針和樣品之間鍵序影響的圖像，然而，原子力顯微鏡的形貌圖像被認(rèn)為比掃描隧道顯微鏡的形貌圖像更能反映表面的地理形狀。