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1595 年，扎卡里亚斯·詹森 (Zaccharias Janssen) 发明了第一台现代光学显微镜，微小的世界首次向人类展现。这种类型的显微镜利用玻璃或塑料透镜散射的光将物体放大至正常尺寸的 2000 倍。然而，随着几个世纪以来科学的进步，出现了对能够看到越来越小的物体的更强大的显微镜的需求。进入电子显微镜。
1931 年，西门子的 Reinhold Rundenberg 获得了第一台电子显微镜的专利。虽然第一个显微镜的功能要弱得多，但现代电子显微镜可以将图像放大至原始尺寸的两百万倍。为了了解其规模，电子显微镜能够观察单个核酸，即我们 DNA 的组成部分。
电子显微镜通过使电子粒子束穿过静电或电磁透镜来产生超精细图像，类似于光学显微镜的原理。然而，由于电子束的波长要短得多。波长越短意味着分辨率越高。
电子显微镜是一个大类，有多个品种。最常见的两种是透射电子显微镜和扫描电子显微镜。两者都使用电子束来观察非常小的物体，但电子束的作用方式不同。
透射电子显微镜使用高能光束将电子发射穿过物体。电子束首先穿过聚光透镜，以便将光束聚集在物体上。然后光束穿过物体。一些电子一路穿过；另一些电子则完全穿过。其他的则撞击物体中的分子并分散。然后，修改后的光束穿过物镜、投影仪镜头并到达荧光屏，在荧光屏上观察最终图像。由于电子束完全穿过物体，因此散射图案使观察者能够全面了解物体内部。
扫描电子显微镜不像透射电子显微镜那样使用集中电子束来穿透物体。相反，它会用光束扫描物体。在扫描过程中，光束根据其所在的表面损失不同量的能量。扫描电子显微镜测量损失的能量以创建物体表面的三维图像。虽然扫描电子显微镜的功能不如透射电子显微镜，但它能够对更大的物体（例如蚂蚁）产生全面的放大图像。
最近，还开发了结合透射和扫描技术的其他电子显微镜。然而，所有电子显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜或其他电子显微镜都采用通过电子束放大物体的基本原理。
