既然是光源限制了顯微鏡的放大倍數和分辨率的發展，那么要想提高顯微鏡的放大倍數和分辨率，就應該更換波長更短的光源。隨著人們對電磁波的認識，人們了解到：在一定的電壓下電子束的波長可以達到零點幾個納米，使用電子束做為光源，顯微鏡的分辨率就可能提高幾個數量級。
日本電子電鏡是根據電子光學原理，用電子束和電子透鏡代替光束和光學透鏡，使物質的細微結構在非常高的放大倍數下成像的儀器。
電子源：發射并形成速度均勻的電子束；
電磁透鏡：用來聚焦電子；
真空裝置：保障顯微鏡內的真空狀態，使電子在其路徑上不會被吸收或偏向；
樣品架：固定樣品、改變樣品（如轉動、加熱、降溫、拉長等）的裝置；
探測器：收集電子的信號或次級信號。
日本電子電鏡鏡筒結構：頂部是電子槍，電子由鎢絲熱陰極發射出、通過兩個聚光鏡使電子束聚焦。電子束通過樣品后由物鏡成像于中間鏡上，再通過中間鏡和投影鏡逐級放大，成像于熒光屏或照相底版上。
中間鏡的兩個功能：①通過勵磁電流的調節，放大倍數可從幾十倍連續地變化到幾十萬倍；②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。
日本電子電鏡特點:
·以電子束透過樣品經過聚焦與放大后所產生的物像，投射到熒光屏上或照相底片上進行觀察。
·由于電子易散射或被物體吸收，故穿透力低，必須制備超薄切片（通常為50~100nm）。
·電子束投射到樣品時，可隨組織構成成分的密度不同而發生相應的電子發射，如電子束投射到質量大的結構時，電子被散射的多，因此投射到熒光屏上的電子少而呈暗像，電子照片上則呈黑色，稱電子密度高。反之，則稱為電子密度低。
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