电子显微镜是一种仪器，根据电子光学原理，利用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜，用于在非常高的放大倍数下观察物质的微细结构。
近年来，电子显微镜经历了快速的发展。一方面，电镜的分辨率不断提高，透射电镜的点分辨率已达到0.2-0.3nm，晶格分辨率约为0.1nm，可以直接观察到原子级别的图像。除了透射电镜，还发展了扫描电子显微镜、分析电子显微镜等多种类型。尽管电子显微镜的分辨能力远超光学显微镜，但由于需要在真空条件下操作，很难观察活体样本，并且电子束的照射容易对生物样本造成辐射损伤。接下来我们将讨论电子显微镜的原理、结构、缺点、应用领域以及与光学显微镜的区别，以及其在农业中的应用。
电子显微镜原理
电子显微镜使用电子束作为探针来观察样品的细节结构。目前常用的电子显微镜包括透射电子显微镜和扫描电子显微镜。以下分别介绍这两种电子显微镜的工作原理：
一、透射电子显微镜
透射电子显微镜利用高速的电子束穿透样品，形成散射电子和透射电子，这些电子经过电磁透镜的作用在荧光屏上形成图像。当电子束射到样品上时，不同组织和材料的密度不同，会导致电子被散射的程度不同，由此形成亮暗的图案。透射电子显微镜的主要优点在于分辨率非常高，可以观察到细胞和微生物的超微结构以及生物大分子的全貌。
二、扫描电镜
扫描电子显微镜主要用于观察样品的表面形貌和细节结构。工作原理是通过细束电子在样品上的扫描，激发样品表面发射出的二次电子，然后通过探测器收集和成像。扫描电子显微镜具有长景深和立体感强的优点，适用于观察生物样品的各种形貌特征。
电子显微镜结构
电子显微镜主要由电子光学系统、真空系统和供电系统三部分组成：
一、电子光学系统
电子光学系统包括电子枪、电子透镜、样品架、荧光屏和照相机构等部件，这些部件通常装配在一个柱体中。电子枪发射出速度均匀的电子束，电子透镜用于使电子束聚焦成像。现代电子显微镜通常采用电磁透镜，通过控制电流产生强磁场来实现聚焦。
二、真空系统
为了确保电子束和样品之间无空气碰撞，整个电子通道必须置于真空环境中。一般要求真空度达到10-4～10-7毫米汞柱。
三、供电系统
供电系统用于为透射电镜提供高压电源和磁场电源。电源的稳定性对电子显微镜的性能至关重要。现代电子显微镜还配备有自动操作程序控制系统和计算机数据处理系统。
电子显微镜的缺点
尽管电子显微镜具有很高的分辨率和观察能力，但仍存在一些缺点：
1、由于在电子显微镜中需要对样品进行真空处理，因此无法观察活体样本。随着技术的发展，环境扫描电子显微镜可能会实现对活体样本的直接观察。
2、在处理样品过程中可能会引入本来不存在的结构，增加后续图像分析的难度。
3、电子散射能力强，容易发生二次衍射等现象。
4、由于电子显微镜是对三维物体进行二维平面投影，有时图像并不唯一。
5、透射电子显微镜只能观察非常薄的样品，因此物质表面和内部结构可能不同。
6、制备超薄样品的过程复杂，容易损伤样品，特别是对于厚度在100纳米以下的样品。
7、电子束可能通过碰撞和加热对样品造成破坏。
8、电子显微镜的购买和维护成本较高。