春夏之交，⼤⾃然回到了活跃的状态中。⼤家选择⽤怎样的⽅式来观察世界呢？是⽤⼿机摄像头拍下世界的美丽瞬间，还是⽤画笔记录下春天的动⼈⼀刻。从远到观察星空，再到观察我们身边的世界，从望远镜再到相机，⼈类采⽤的⼿段在不断进步。现在，我们希望进⼀步深⼊了解我们身边的微观世界。从光学显微镜到电⼦显微镜，技术的进步让我们能够从观察细胞，再到观察更微观的世界。那么电⼦显微镜是怎样实现的？它⼜能够做到什么？
⼈类⾸先掌握的观察微观世界的⽅法是通过光学显微镜放⼤观察。16世纪末，来⾃荷兰的眼睛制造商亚斯·詹森将多个凸透镜相互串联起来，组成了最早的显微镜。这类显微镜具有多重透镜，⼀个离物体较近的物镜，和⼀个离观察者眼睛较近的⽬镜，因此也被称为复式显微镜。17世纪初期，意⼤利科学家伽利略通过显微镜观察到了昆⾍的复眼，但是此时显微镜的放⼤倍率仍然有限。
荷兰商⼈列⽂⻁克通过改良简单显微镜，第⼀次通过显微镜观察到了⽣物细胞、微⽣物等⾮常微观的⽣命体。
但是，光学显微镜是以可⻅光作为光源观察微观世界的。由于光的衍射作⽤，⼀个理想的点光源投向⼀个平⾯的光并不是⼀个理想的点，⽽是⼀个中⼼最亮，但是周围有明暗相间条纹的光斑。这也被称为Airy斑。在光学显微镜中，样品上的两个物点经过物镜的聚焦，在成像平⾯上形成的并不是理想的点，⽽是光斑。
对于两个⾮常靠近的物点，成像的光斑位置也不断靠近，当两个光斑之间的间距⼤于Airy光斑的半径时，⼈眼才可以分辨这两个点，这也被称为Rayleigh准则。此时这两个物点之间的距离被称为分辨率。
在⼗九世纪末，⼆⼗世纪初的世纪之交，诞⽣了⾮常多具有突破性的物理理论。普朗克⾸先引⼊了量⼦化的概念解释⿊体辐射模型。在此基础上，爱因斯坦创造性地采⽤了光量⼦的概念解释了光电效应，进⼀步扩展了量⼦理论。
康普顿在进⾏X射线散射实验中发现，光会与电⼦发⽣能量与动量的交换，波⻓发⽣变化，传播路径改变，从⽽在实验上证明了光的粒⼦性的⼀⾯。在光量⼦理论中，光既具有波动性，也具有量⼦性，打破了过去科学家对光只具有波动性的认识。量⼦理论已经如同襁褓中的婴⼉，具有⽆限的发展可能。
透射电⼦显微镜利⽤了电⼦的波动性，采⽤⾼速电⼦束流打⼊样品，获得样品的结构信息，从⽽实现⾼分辨成像。透射电⼦显微镜和光学显微镜具有相同发的成像原理。透射电⼦显微镜也能够分为三个主要组成部分，分别是照明系统、成像系统与记录系统。
透射电⼦显微镜是⾮常有⼒的研究⼿段，在⽣活中遇到的岩⽯、⾦属这些，看似并不是五彩斑斓，但是当我们拿出这样的利器时，在放⼤之下，就能看到微观世界中⾮常美丽的结构和惊艳的排布。在科学研究中，不仅是透射电⼦显微镜能够观察到⾮常微观的图像。扫描电⼦显微镜也能放⼤微观的图像，观察到⾮常细微的结构。除此之外，扫描隧道显微镜、原⼦⼒显微镜都在微观物质结构的研究中扮演了⾮常重要的⻆⾊。