聚焦的電子束，形成放大倍數極高的物體圖像，而不是如光學顯微鏡那樣用普
通光線成像。它的透鏡稱為磁透鏡，它是一種旋轉對稱的電場或磁場，對電子束具有聚焦作
用，和玻璃透鏡對光線作用類似。其透射電鏡的主要組成部分是：產生電子束的電子槍；
用來放置需要觀察的對象的樣品室；用於放大圖像的三個或四個磁透鏡；用來記錄圖像的熒
光屏或照相底片。整個係統處於高真空中。它的最高放大倍數達到12 000倍，為當時倍數最
的光學顯微鏡的6倍。又由於電子波長很短，所以，分辨率達到百萬分之一厘米，即可以區
分相距百萬分之一厘米的兩個點。
而且，魯斯卡還找到了解決輻射損傷難題的方法：他在鏡內裝了一個旋轉台，一次可裝好幾
個樣品，當一個樣品被電子束毀壞時，另一個樣品便很快來填補。
世界上第一台電子顯微鏡終於誕生了!它的發明開創了物質微觀世界研究的新紀元，魯斯卡
也因為發明電子顯微鏡而獲得1936年的諾貝爾物理學獎。
推陳出新人類“魔眼”
上述電子顯微鏡是利用透過樣本的電子束成像的，因而更確切地應當稱它為透射式電子顯微
。為了確保電子的順利通過，必須把樣本做得很薄——厚度比最薄的紙還要薄上百倍。後來
科學家們設法加大電壓，增強電子的穿透能力，對樣本的厚度要求雖然放寬了一些，但是世
界上的物質形形色色，千差萬別，並不是什麼東西都能做成薄片來觀察的。例如羊毛纖維、
金屬斷口這類凹凸不平的東西，如果也切成薄片，早就麵目全非了。於是科
學家們另辟蹊徑，利用一束聚焦得極細的電子束在樣本表麵上來回移動掃描，然後把反射回
來的“二次電子”作為信號，逐點逐行地投射到顯像管的熒光屏上。這樣，樣本表麵凹凸不
平的形狀就被人們一覽無餘了。1942年，劍橋大學的馬倫在奧特雷指導下，終於運用上述原
理製成了掃描電子顯微鏡。1948年，他完成了有關基礎理論研究。隨著電子技術的飛躍發展
，奧特雷和另一位科學家合作，采用新的工藝和零件，終於在1955年成功地拍攝到了“長景
深”照片，並於1965年由英國劍橋大學儀器公司生產出世界上第一台有實用價值的掃描電子
顯微鏡。其分辨能力已提高到500～1000?，經過進一步改進，又達到70～100?。雖然仍比
透射式電子顯微鏡低，但卻可以直接看到很大、很厚(直徑為15毫米，原為10毫米)的物體。
同時還能夠做上下、前後、左右、傾斜和旋轉運動，從各個不同角度觀察樣本。在掃描電子
顯微鏡中，既可了解樣本某個局部的細節，又能看到全貌，知道這些細節在整體上的地位。
經過它放大的圖像景深長、立體感強(故也稱為立體電子顯微鏡)。由於掃描電子顯微鏡的上
述特長，因而在工農業生產和科研領域得到了廣泛應用。例如，用來檢查鋼鐵斷口，以分析
其斷裂原因；評定糧食、羊毛纖維、紙張的質量；確定鑽井時取得岩芯中古生物種類，為尋
找油田提供依據；觀察催化劑的表麵積，以提高催化效率；直接“看到”大規模集成電路中
“管”的工作狀態；觀察直接從大田裏采集的麥穗，以監督其生長情況等等。總之，如果把
光學顯微鏡比作人的老年的話，透射式電子顯微鏡就是中壯年，掃描電子顯微鏡更屬“早晨
八九點鍾的太陽”的青少年，發展前程無量。
近年來，在電子顯微鏡中應用電子計算機圖像處理和全息技術，分辨率更高(突破005納米
)，並能獲得微觀的立體圖像。科學家力圖用它更清楚地觀察原子形狀，解讀遺傳密碼。
1982年，國際商用機器公司蘇黎世試驗室的科學家賓尼和羅雷爾發明了真空條件下工作的掃
描隧道顯微鏡，使人類第一次看到了物質表麵的原子排列狀態。為此，他倆獲得了1986年的
諾貝爾物理學獎。
電子顯微鏡是人類的“魔眼”，它使人類眼光深邃，明察秋毫，可洞察微觀物質的基本結構
，真正開拓了人類的視野，改變了人類的生活方式和思維方式。