Зміст
Оскільки об'єкти, які вони вивчали, ставали все менше і менше, вченим довелося розробити більш досконалі інструменти для їх бачення. Світлові мікроскопи не можуть виявити об'єкти, такі як окремі вірусні частинки, молекули та атоми, які знаходяться нижче певного порогу розміру. Вони також не можуть забезпечити адекватні тривимірні зображення. Для подолання цих обмежень були розроблені електронні мікроскопи. Вони дозволяють вченим ретельно вивчити об'єкти, значно менші, ніж ті, які можна побачити за допомогою світлових мікроскопів і надати чіткі тривимірні зображення їх.
Велике збільшення
Розмір предмета, який вчений може побачити за допомогою світлового мікроскопа, обмежений найменшою довжиною хвилі видимого світла, яка становить приблизно 0,4 мікрометра. Будь-який предмет, діаметр якого менший за цей, не відбиватиме світло і, отже, не буде видно світловим приладом. Деякі приклади таких маленьких об'єктів - це окремі атоми, молекули та вірусні частинки. Електронні мікроскопи можуть генерувати зображення цих речей, оскільки вони не залежать від світла від видимого спектру, який відбивається ними. Натомість високоенергетичні електрони застосовуються до вибірки, що вивчається, і поведінка цих електронів - як вони відбиваються і відхиляються об'єктом - виявляється та використовується для створення зображення.
Розширена глибина поля
Здатність світлового мікроскопа формувати тривимірне зображення надзвичайно дрібних предметів обмежена. Це тому, що світловий мікроскоп може фокусуватись лише на одному рівні простору за один раз. Огляд порівняно великого мікроорганізму під таким мікроскопом демонструє такий ефект: один шар організму буде у фокусі, але інші його шари будуть розмиті поза фокусом, і вони можуть навіть заважати зосередженій частині зображення. Електронні мікроскопи пропонують більшу глибину різкості, ніж світлові мікроскопи, а це означає, що декілька двовимірних шарів предмета можуть бути у фокусі одразу, забезпечуючи загальне зображення в тривимірній якості.
Більш тонкий контроль збільшення
Типовий світловий мікроскоп може збільшувати лише кілька дискретних рівнів. Наприклад, звичайні мікроскопи в середній школі можуть збільшувати предмети на рівнях 10x, 100x та 400x, не маючи між ними нічого. Не дивно, що можуть бути мікроскопічні об’єкти, найкраще переглянуті з 50-кратним або 300-кратним збільшенням, але це було б недосяжно за допомогою такого мікроскопа. Електронні мікроскопи, з іншого боку, пропонують плавний діапазон збільшення. Вони здатні зробити це через характер своїх "лінз", які є електромагнітами, джерела живлення яких можна регулювати, щоб плавно змінювати траєкторії електронів, що прямують до детектора, для формування зображення.