1931年厄恩斯特·卢斯卡和马克斯·克诺尔研制了第一台透视电子显微镜。本着有关原子的问题，决不放过的精神，虽然有答非所问之嫌。开篇两个视频，下面全靠实验，这是孔径光栅显微镜拍摄的银原子。

什么是孔径光栅显微镜呢？它是利用相干散射原理来观察微观世界的仪器。当入射相干光子碰撞电子后，若电子能牢固地保持在原来位置上（原子对电子的束缚力很强），则光子将产生刚性碰撞，其作用效果是辐射出电磁波—–散射波。铝原子

光学显微镜分辨率的极致，大约在一千倍左右。其主要原因在于用来度量物体的是可见光，其电磁波长正是万分之一毫米左右。

量子力学告诉我们，不仅仅光和许多电磁辐射是电磁波，微观粒子也具有波动性，它们的波长可以通过德布罗意方程简单推算出来。微观世界的基本组成——原子的尺度大致在千万分之一毫米左右，有没有一把合适的尺子，其长度正好和原子大小相当？有！而且不止一个！事实上，X射线、电子和中子的波长都和原子大小或固体中原子间距接近。当这些粒子被固体中规则排列的原子反射之后，会形成一系列独特的单晶衍射斑点或者多晶衍射环，反推过去就可以知道原子是如何排列的。

那么，可不可以用电子代替光子，***一个电子显微镜？也是可以的！要***电子显微镜，关键技术就是要找到类似光学玻璃透镜的设备——采用磁透镜和静电透镜来聚焦电子束。1928—1929年，德国物理学家鲁斯卡成功发明了这种电磁透镜，并得到了相关成像公式。1931年，鲁斯卡和克内尔开成功组合两个磁透镜把铂金网格放大了17倍，这是电子显微镜的雏形。1933年，鲁斯卡和克内尔成功研制出第一台实用电子显微镜，其放大倍数已经超过了当时的光学显微镜。

电子显微镜的发明使得人类视野拓展到了微观世界，人们对生物的微观结构、材料的局域性质、纳米颗粒的形状等研究极大地丰富了对自然界的认识。现在的球差校正电子显微镜已经可以拍着原子尺度的高分辨像。鲁斯卡因为电子显微镜的发明获得了1986年诺贝尔物理学奖。