在20世紀初的一種光學顯微鏡顯著替代被開發，利用電子而不利用光線來產生圖像。於1931年，恩斯特·魯斯卡（Ernst Ruska）開始開發第一個電子顯微鏡- 透射電子顯微鏡（TEM）。透射電子顯微鏡的工作原理和光學顯微鏡有相同的原理，但在使用光的地方用電子代替，在使用玻璃透鏡的地方用電磁鐵代替。使用電子而不是光線允許更高的解析度。
緊接著透射電子顯微鏡的開發，是馬克斯·諾爾在1935年開發的掃描電子顯微鏡（SEM）。
不使用光線而利用電子流來照射標本來觀察的顯微鏡。由於電子用肉眼看不出，因此就使電子透過觀察材料，而映在塗有螢光劑的板子上，這種方法稱為穿透式電子顯微鏡。另一種方法是以電流在觀察材料的表面移動，然後使觀察材料所放出的二次電子流映在真空管上，以這種方式觀察的稱為掃描式電子顯微鏡。穿透式電子顯微鏡可放大80萬倍，可以看出分子的形象；掃描式電子顯微鏡可用以觀察立體的表面，放大倍率約20萬倍。電子顯微鏡分為透射電子顯微鏡、能量過濾透過式電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、場發射掃描電子顯微鏡、掃描透射電子顯微鏡等類型。某些電子顯微鏡甚至能看到單一原子。原理：物質波理論告訴我們，電子也具有波動性質，所以可以用類似光學顯微鏡的原理，做成顯微鏡。不一樣的是，這裡將凸透鏡改成磁鐵，由於電子的波長比可見光短，所以他可以比光學顯微鏡「看」到更小的東西，如：病毒。
【以上資料來源取自: 維基百科】
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