從初的理論基礎(chǔ)，歷經(jīng)中間的實驗研制，到現(xiàn)在的產(chǎn)品成型，來說一說電子顯微鏡發(fā)展的歷史。
一.理論基礎(chǔ)：
1923年，法國物理學家德布羅意發(fā)現(xiàn)，微觀粒子本身除具有粒子特性以外還具有波動性。他指出不僅光具有波粒二象性，一切電磁波和微觀運動物質(zhì)(電子、質(zhì)子等)也都具有波粒二象性。電子在高速運動時，其波長遠比光波要短得多，于是人們就想到是不是可以用電子束代替光波來實現(xiàn)成像?
1926年，德國物理學家H·Busch提出了關(guān)于電子在磁場中的運動理論。他指出：具有軸對稱性的磁場對電子束來說起著透鏡的作用。從理論上設想了可利用磁場作為電子透鏡，達到使電子束會聚或發(fā)散的目的。
二.實驗研制：
1932年，德國柏林工科大學高壓實驗室的M.Knoll和E.Ruska研制成功了第1臺實驗室電子顯微鏡，這是后來透射式電子顯微鏡的雛形。其加速電壓為70kV，放大率僅12倍。盡管這樣的放大率還微不足道，但它有力地證明了使用電子束和電磁透鏡可形成與光學影像相似的電子影像。這為以后電子顯微鏡的制造研究和提高奠定了基礎(chǔ)。
1933年，E.Ruska用電鏡獲得了金箔和纖維的1萬倍的放大像。至此，電鏡的放大率已超過了光鏡，但是對顯微鏡有著決定意義的分辨率，這時還只剛剛達到光鏡的水平。
1937年，柏林工業(yè)大學的Klaus和Mill繼承了Ruska的工作，拍出了第1張**和膠體的照片，獲得了25nm的分辨率，從而使電鏡完成了超越光鏡性能的這一豐功偉績。
1939年，E.Ruska在德國的Siemens公同制成了分辨率優(yōu)于10nm的第1臺商品電鏡。由于E·Ruska在電子光學和設計第1臺透射電鏡方面的開拓性工作被譽為“本世紀重要的發(fā)現(xiàn)之一”，而榮獲1986年諾貝爾物理學獎。
除Knoll、Ruska以外，同時其他一些實驗室和公司也在研制電鏡。如荷蘭的菲利浦(Philip)公司、美國的無線電公司(RCA)、日本的日立公司等。
三.產(chǎn)品成型：
1944年，Philip公司設計了150kV的透射電鏡，并**引入中間鏡。
1947年，法國設計出400kV的高壓電鏡。
60年代初，法國制造出1500kV的超高壓電鏡。
1970年法國、日本又分別制成3000kV的超高壓電鏡。
其實，進入60年代以來，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是計算機科學的發(fā)展，透射電鏡的性能和自動化程度有了很大提高?，F(xiàn)代透射電鏡(如日立公司的H-9000型)的晶格分辨率高已達0.1nm，放大率達150萬倍。人們借助于電鏡不但能看到細胞內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，還能觀察生物大分子和原子的結(jié)構(gòu)，應用也愈加廣泛和深入。
掃描電鏡作為商品出現(xiàn)則較晚，早在1935年，Kn- oll在設計透射電鏡的同時，就提出了掃描電鏡的原理及設計思想。1940年英國劍橋大學**試制成功掃描電鏡。但由于分辨率很差、照相時間過長,因此沒有立即進入實用階段，至1965年英國劍橋科學儀器有限公司開始生產(chǎn)商品掃描電鏡。80年代后掃描電鏡的制造技術(shù)和成像性能提高很快，目前高分辨型掃描電鏡(如日立公司的S-5000型)使用冷場發(fā)射電子槍，分辨率已達0.6nm，放大率達80萬倍。
