电子显微镜是一种利用电子束代替光束来观察样品的显微镜。它的分辨率远高于光学显微镜，可以达到纳米甚至原子级别。电子显微镜的工作原理基于电子与样品的相互作用。当高能电子束照射样品时，电子会与样品中的原子发生散射、衍射或激发等相互作用，产生各种信号。这些信号被探测器接收后，经过处理形成样品的图像或谱图。电子显微镜的设计主要包括电子光学系统、真空系统、样品台、探测系统和控制系统等部分。电子光学系统由电子枪、聚光镜、物镜和投影镜等组成，负责产生和聚焦电子束。真空系统确保电子束在无空气分子的环境中传播。样品台用于放置和移动样品。探测系统收集电子与样品相互作用产生的信号。控制系统则负责调节电子显微镜的各项参数。根据电子与样品相互作用方式的不同，电子显微镜主要分为透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）两大类。TEM通过检测穿过样品的电子来成像，适用于观察样品的内部结构。SEM则通过检测样品表面反射或发射的电子来成像，主要用于观察样品表面形貌。电子显微镜在材料科学、生物学、纳米技术等领域有广泛应用，是科学研究和技术开发的重要工具。
