面对美丽的大自然，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，还是用画笔记录下动人一刻？
光学显微镜的极限
16世纪末，来自荷兰的眼镜制造商亚斯·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。荷兰商人列文虎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，在更为微观的晶体、原子世界中，原子的大小在10-1nm的尺度范围，远小于光学显微镜的理论分辨率极限，因此，人们急需要寻找更短波长的光来更直观地观察微观世界。人们希望寻找一种既具有短波长，又能够聚焦成像的光。但是，当时人类已知的短波长光包括X射线与γ射线，虽然这两种光波长较短，但是当时人们还不能找到一种很好的办法使其聚焦。
波粒二象性
在量子理论的启发下，法国物理学家德布罗意将光的波粒二象性开创性地推广至更一般的粒子，提出具有质量的粒子也具有波动性。1927年，克林顿·戴维森与雷斯特·革末发表了他们的一项工作。戴维森与革末用低速电子照射镍晶体，并获得了电子衍射图案。戴维森-革末实验有力地证明了物质波理论，表明具有质量的粒子同样具有波动性。
透射电子显微镜
照明系统
图5. 热发射电子枪
图6. 电子束汇聚的示意图（上图）光束汇聚的示意图（下图）
成像系统
图7. 透射电子显微镜的成像系统中，物镜、中间镜和投影镜的示意图，以及衍射操作（左）和成像操作（右）的示意图
经过成像系统汇聚、放大后的电子束流，最终会落在荧光屏或是CCD等感光组件上成像，将电子束流形象转换为电学或是光学信号，从而成像。
图8. 硅的（110）晶面的透射电镜图案
参考文献：
[1] 显微镜技术的早期科学故事https://blog.sciencenet.cn/blog-279293-1254723.html
[2] 黑体辐射 https://www.zhihu.com/topic/20046542/intro
[3] 波/粒二象性的提出与发展 https://zhuanlan.zhihu.com/p/62258149
[4] 光学显微镜是如何成像的？https://www.zhihu.com/question/581640 975/answer/3246483327
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