电子显微镜（EM）和光学显微镜（LM）在“清晰度”（即分辨率）上有本质区别，电子显微镜的清晰度远超光学显微镜。以下是具体对比：
1. 分辨率对比
显微镜类型 | 理论分辨率极限 | 实际应用分辨率 | 决定因素 |
光学显微镜 | ~200 纳米（可见光限制） | 约200 nm（常规） | 光的波长（400-700 nm） |
电子显微镜 | ~0.1 纳米（TEM） | 0.1 nm（TEM）或1 nm（SEM） | 电子束波长（0.005 nm，加速电压依赖） |
- 电子显微镜：
- 透射电镜（TEM）可直接观察原子排列（如晶格结构）。
- 扫描电镜（SEM）可显示样品表面纳米级形貌（如细菌、纳米颗粒）。
- 光学显微镜：
- 受限于光的衍射极限，无法分辨小于半波长（如病毒、细胞器细微结构需染色间接观察）。
- 超分辨技术（如STED、PALM）可突破至20 nm，但仍远不及电镜。
2. 为什么电子显微镜更清晰？
- 波长优势：
- 电子束波长（0.005 nm）比可见光（500 nm）短约10万倍，分辨率显著提高。
- 透镜系统：
- 电磁透镜（电镜）比玻璃透镜（光镜）更易消除像差，聚焦更精确。
- 信号类型：
- 电子与样品相互作用（散射、衍射）提供更高信息密度。
3. 光学显微镜的适用场景
虽然分辨率低，但光镜在以下场景不可替代：
- 活体观察：如细胞运动、分裂（电镜需真空，无法观察活体）。
- 彩色成像：荧光标记特定分子（电镜通常为黑白图像）。
- 低成本快速检测：如医院病理切片、教学实验。
4. 总结
- 最清晰的选择：电子显微镜（尤其是TEM）是科学界公认的“清晰度之王”。
- 平衡需求的选择：若需活体、动态或低成本观察，光学显微镜（尤其是超分辨型号）更实用。
示例：
- 看原子：必须用电镜。
- 看活细胞：光镜是唯一选择。
