因電子束穿透樣品後，再用電子透鏡成金相顯微鏡像放大而得名。它的光路與光學顯微鏡相仿，可以直接獲得一個樣本的投影。通過改變物鏡的透鏡系統人們可以直接放大物鏡的焦點的像。由此人們可以獲得電子衍射像。使用這個像可以分析樣本的晶體結構。在這種電子顯微鏡中，圖像細節的對比度是由樣品的原子對電子束的散射形成的。

由於電子需要穿過樣本，因此樣本必須非常薄。組成樣本的原子的原子量、加速電子的電壓和所希望獲得的分辨率決定樣本的厚度。樣本的厚度可以從數納米到數微米不等。原子量越高、電壓越低，樣本就必須越薄。樣品較薄或密度較低的部分，電子束散射較少，這樣就有較多的電子通過物鏡光欄，參與成像，在圖像中顯得較亮。反之，樣品中較厚或較密的部分，在圖像中則顯得較暗。如果樣品太厚或過密，則像的對比度就會惡化，甚至會因吸收電子束的能量而被損傷或破壞。

透射電鏡的分辨率為0。1∼0。2nm，放大倍數為幾萬∼幾十萬倍。由於電子易散射或被物體吸收，顯微鏡故穿透力低，必須制備更薄的超薄切片（通常為50∼100nm）。

透射式電子顯微鏡鏡筒的頂部是電子槍，電子由鎢絲熱陰極發射出、通過第一，第二兩個聚光鏡使電子束聚焦。電子束通過樣品後由物鏡成像於中間鏡上，再通過中間鏡和投影鏡逐級放大，成像於熒光屏或照相干版上。中間鏡主要通過對勵磁電流的調節，放大倍數可從幾十倍連續地變化到幾十萬倍；改變中間鏡的焦距，即可在同一樣品的微小部位上得到電子顯微像和電子衍射圖像。

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電子顯微鏡由鏡筒、真空裝置和電源櫃三部天文望遠鏡分組成。

鏡筒主要有電子源、電子透鏡、樣品架、熒光屏和探測器等部件，這些部件通常是自上而下地裝配成一個柱體。

電子透鏡用來顯微鏡聚焦電子，是電子顯微鏡鏡筒中最重要的部件。一般使用的是磁透鏡，有時也有使用靜電透鏡的。它用一個對稱於鏡筒軸線的空間電場或磁場使電子軌跡向軸線彎曲形成聚焦，其作用與光學顯微鏡中的光學透鏡（凸透鏡）使光束聚焦的作用是一樣的，所以稱為電子透鏡。光學透鏡的焦點是固定的，而電子透鏡的焦點可以被調節，因此電子放大鏡顯微鏡不像光學顯微鏡那樣有可以移動的透鏡系統。現代電子顯微鏡大多采用電磁透鏡，由很穩定的直流勵磁電流通過帶極靴的線圈產生的強磁場使電子聚焦。電子源是一個釋放自望遠鏡由電子的陰極，柵極，一個環狀加速電子的陽極構成的。陰極和陽極之間的電壓差必須非常高，一般在數千伏到3百萬伏特之間。它能發射並形成速度均勻的電子束，所以加速電壓的穩定度要求不低於萬分之一。

樣品可以穩定地放在樣品架上，此外往往還有可以用來改變樣品（如移動、轉動、加熱、降溫、拉長等）的裝置。

探測器用來收集電子的信號或次級信號。

真空裝置用以保障顯微鏡內的真空狀態，這樣電子在其路徑上不會被吸收或偏向，由機械真空泵、擴散泵和真空閥門等構成，並通過抽氣管道與鏡筒相聯接。

電源櫃由高壓發生器、勵磁電流穩流器和各種調節控制單元組成。


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3D打印技術的發展每年都會出現“大躍進”，並望遠鏡且它現在已經成為一種新的技術潮流趨勢。近顯微鏡期，來自洛杉磯加州大學研究人員開發出了一種非常廉價的3D打印配件，它能夠將智能手機轉化為一種先進的醫學顯微鏡。

在改裝成的新設備中，智能手機能夠掃描到單個DNA鏈，並通過對它們的分析來診斷疾病，比如癌症或老年痴呆症，整個過程無需太復雜、太昂貴的醫學設備。

如果這種設備能夠普及，也就意味著，一種廉價、便攜式醫療診斷設備將可以給生活在第三世界，或者那些比較貧窮的偏遠地區人們帶來一種福音。這種獨特的智能手機配件裝置非常強大，正如上文所說，它能夠掃描到單個DNA鏈（可能只有僅僅2納米尺寸大小）。

不過，從另一方面來看，能夠做這些事情並不意味著放大鏡它所掃描和分析的數據就准確無天文望遠鏡誤。事實上，科學家通過成像伸展DNA片段對這款設備的准確性做了測試。結果顯示，對於那些擁有上萬基對的DNA鏈來說，金相顯微鏡最後獲得的數據還比較可靠，但是對於只有5000基對及以下的DNA鏈來說，數據就不那麼准確了。

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加州大學洛杉磯分校的研究者們開發出了一個設備，可以用智能手放大鏡機來分析DNA的大小和結構，以檢測包括癌症和阿爾茨海默氏病在內的疾病。

這個手機顯微裝置可以將智能手機變成一台廉價又便攜的熒光顯微鏡。這種顯微鏡利用紫外光來激發有機樣品中的熒光分子，對研究組成細胞的化學物質非常有用，包括DNA。

顯微鏡的所有原件都被包裹在一個3D打印的外殼中，包括透鏡、濾光器、樣品台和激光器二極管。研究者們介紹，要掃描DNA，首先要將DNA純化出來，並用熒光標簽標記。掃描後的數據會通過一個應用傳到服務器，在對數據進行分析後，會在10秒內返回分子信息。

為了驗證設備的准確度，他們對一段DNA進行了成像，結果顯示它能對長度在1萬堿基對及以上的DNA進行做出准確測量，而很多重要基因的長度都在這一範圍之內。對於長度在5000堿基對以下的DNA，測量結果就沒那麼可靠，不過這個問題可以通過更換外部透鏡簡單解決。

研究者們表示，利用這個設備，科學家們可以診斷癌症和神經系統疾病，以及檢測耐藥性。該校工程學教授Aydogan Ozcan領導了這個移動顯微鏡項目，他說：“一條DNA展開有大概2納米寬，也就是頭發粗度的顯微鏡1/50000。目前，對單鏈DNA進行成像需要昂貴又笨重的光學顯微儀器，基本上只有高級的實驗室才會擁有。”

Ozcan表示他們的設備要便宜得多，對於買不起成像裝置的偏遠地區可能很有用，給實驗室提供了一種價格合理的望遠鏡工具，來改進診斷過程。

這並不是將手機變天文望遠鏡成顯微鏡的第一金相顯微鏡個設備，但它是第一個能分析單鏈DNA的裝置。2009年，Ozcan首次展示了一個能將移動設備變成顯微鏡的硬件，來通過檢測血液篩查疾病。

該裝置目前還是原型，不過大學表示最終會在實驗室外進行測試，希望能用來檢測與瘧疾相關的耐藥性。

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電子顯微鏡按結構和用途可分為透射式電子顯微鏡、掃描式顯微鏡電子顯微鏡、反射式電子顯微鏡和發射式電子顯微鏡等。

透射式電子顯微鏡常用於觀察那些用普通顯微鏡所不能分辨的細微物質結構；掃描式電子顯微鏡主要用於觀察固體表面的形貌，也能與X射線衍射儀或電子能譜儀相結合，構成電子微探針，用於物質成放大鏡分分析；發射式電子顯微鏡用於自發射電子表面的研究。

數碼顯微鏡是將精銳的光學顯微鏡技術、望遠鏡先進的光電轉換技術、液晶屏幕技術完美地結合在一起而開發研制成功的一項高科技產品。從而，我們可以對微觀領域的研究從傳統的普通的雙眼觀察到通過顯示器上再現，從而提高了工作效率。

數碼顯微鏡根據數據天文望遠鏡顯示方式不同可分為兩大類：自帶屏幕數碼顯微鏡和采用計算機顯示的數碼顯微鏡。

自帶屏幕數碼顯微鏡，又可分為三類，1。台式數碼顯微鏡；2。便攜式數碼顯微鏡；3。無線數碼顯微鏡；台式數碼顯微鏡的主要特點是放大倍率相對較高，可以與電子顯微鏡媲美；便攜式數碼顯微金相顯微鏡鏡追求的是隨處可顯微，講究小巧。

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