你用过放大镜吗?把一个甲虫放在放大镜的下面，再移动放大镜到适当的距离，你会看到一个比原来大几倍的甲虫。实际上，这就是被放大了的甲虫像。如果你把头向后移,使眼睛距离放大镜更远些，同时调整放大镜的位置，那么甲虫的像还会变大。假如你有两个放大镜，把另一个放大镜与前面一个迭加起来看,甲虫的像就会变得更大。那么,是不是可以增加距离及放大镜的数量,来增加放大倍数呢?完全可以。医院里用的光学显微镜,正是利用这个原理制成的。

光学显微镜中有一根不太长的管子,称镜筒，在它的两端及内部装上了几个玻璃透镜,实际上也就是放大镜，不过制作得更精密些罢了。一般来说，透镜越多,镜筒越长,放大倍数也就越大。为了增加放大倍数，是不是可以把镜筒做得很长很长呢?这不行。因为光线的强度与距离的平方成反比,镜筒越长,光线就越弱,过份长了就看不见你所要看的东西了。这个办法行不通，那么是不是可以无限制地增加玻璃透镜的数目,来增加放大倍数呢?这也不行，因为这样放大出来的像非常模糊,根本分辨不出它的真实形状来。

为了增加显微镜的放大倍数，人们对玻璃的材料和磨制的工艺等都作了许多研究,当放大倍数达到2000倍左右时，再也加不上去了。为什么光学显微镜的放大倍数不能进一步的提高呢?因为光学显微镜是靠可见光线来反映物像的,如果被观察的物体小于可见光波长的一半,光线射到它们身.上就会绕过去,就得不到反射光成不了像,于是我们也就探视不到它们的形态。而可见光的波长都比较长，它们的波长在0.4~0.77微米间(一微米等于一百万分之一米);因此当被观察的物体小于0.2微米时,在光学显微镜下就无法看见了。所以光学显微镜的分辨能力和放大倍数达到一定的限度后，就不能再提高了。如果要观察更小的物体,就得另有一种光线;它的波长要短于被观察物体尺寸的二倍才行。

人们要再提高显微镜的放大倍数,曾经试用过紫外线。因为紫外线的波长约比可见光的波长短二分之一，利用紫外线的显微镜，它们的分辨能力和放大倍数确实提高了一倍。是不是还有别的光线比紫外线的波长更短呢?经过长期的研究,人们发现了电子波;因为电子是带有负电荷的，当它被高压正电吸引而产生运动时，就具有光线的波动性质。正电压越高，电子运动的速度越快,它的波长就越短，当正高压是五万伏的时候，电子波的波长只有可见光波长的十万到十八万分之一,所以利用电子波来制造的显微镜，它的分辨能力要比光学显微镜高得多，可提高几千倍甚至几十万倍以上。这种显微镜,我们叫它为电子显微镜。

最简单的电子显微镜是由电子枪、物镜、投影镜及荧光屏等组成的。电子枪是由一个V形灯丝和一个中心有小孔的金属片(阳极)组成;当灯丝通电发热后发射电子，电子被阳板正高压所吸引而加速运动。由于阳极中心有小孔，所以一部分高速的电子冲过了小孔而形成电子束,因为它具有电子波的性质，所以同光学显微镜的光源相似。电子显微镜中的透镜，是一种电磁透镜，它是由两块带有同心小孔,并带有相异的磁极铁片组成的，它的磁性是由通有直流电的线圈所产生，所以叫电磁透镜。小孔内的磁场能使电子束产生偏转，这与光线通过玻璃透镜而产生屈折的现象相似,所以它同玻璃透镜相似,也能起到放大作用。当电子束透过需要观察的样品时,经过物镜和投影镜放大,最后投射到荧光屏上。为什么要用荧光屏呢?因为人们的眼睛是看不到电子束的,必须利用荧光屏把电子束变成可见光,人们的眼睛才能看得见。

电磁透镜的放大能力是非常强大的，一个电磁透镜可放大几百倍，三个透镜就可以放大二十万倍到上百万倍。为了充分地发挥电子显微镜的放大能力,以及结构上的要求，我国制造的二十万倍电子显微镜的镜简有一米多长，在它的后方立柜中装置着真空泵及各种稳定电源供给器。因为电子束只能在真空中顺利通行，镜筒必须是真空，电子束最后投射到荧光屏上才能显示出物像。

近年来,电子显微镜正朝多功能方向发展,不仅能观察静止的微观形态结树,而且能将施行加热,冷冻,拉伸,加压等物体的样品,在一定工作条件下，用电影摄像机，电视录像磁带快速地拍摄下来，研究材料应变的活动情况。特别是能对物体样品，仅几个平方微米的微细区域可以进行分析,在短短的几分钟内就可以得出分析的结果。

电子显微镜是本世纪30年代才出现的一种精密仪器。由于它有高超的显微放大和快速分析的能力，被广泛地用于冶金.化学、医学、生物、物理、地质勘察等各项科学研究工作中,是现代科学技术向高精尖方向发展,加速我国四个现代化的建设所必不可少的一种重要工具。
(杨世琦)