光學(xué)顯微鏡的成像研究和設(shè)計(jì),是以人眼可見光光線（人們常說的：可見光）的物理現(xiàn)象為基礎(chǔ)進(jìn)行的.光學(xué)顯微鏡的分辨力受可見光波長的限制,質(zhì)量較好的光學(xué)顯微鏡的分辨極限約為0.2μm.小于光波波長的物體因衍射而不能成像.
為了觀察到更細(xì)微的物體和結(jié)構(gòu),科學(xué)家采用更短波長的電子射線來代替光波,設(shè)計(jì)出了電子顯微鏡.電子微粒高速運(yùn)動(dòng)時(shí),其行為類似光波的傳播過程.
掃描隧道顯微鏡,利用加電壓的納米級近距離物體尖端放電現(xiàn)象,采用電子放大技術(shù),描畫物體精細(xì)表明結(jié)構(gòu),從而達(dá)到放大顯示物體形貌的“顯微鏡”效果,揭示尺寸接近原子、分子大小的微觀世界.