针受静电力的作用，在样品表面震荡，但不接触样品表面。范德华力随着原子间距离formula_1成formula_2衰减，因而原子力显微镜必须保证探针与样品表面几乎接触。相比之下，随formula_3衰减的库仑力较为长程，通常探针与样品表面的工作距离为100纳米。假设样品与探针之间的电压为formula_4，等效电容为formula_5，那么系统的总能量为：formula_6；用formula_7来代表样品表面的法线方向，则探针所受的静电力可以表示为：formula_8。与原子力显微镜相同，静电力