我们知道光学显微镜并不能观察到无限小的物体，通常最小可分辨的尺寸约为几个微米，再小的物体无论怎么提高放大倍数都分辨不清楚了。这是由光的衍射导致的。光学显微镜成像时，物体的每一个无限小的点都在人眼或相机上成一个实的像点，而由于光的衍射效应，这个像点并不是无限小的，而是有一定尺寸的，这个尺寸大约等于几倍的光波长乘以显微镜的放大倍数。这也就导致显微镜只能分辨出几倍于光波长的物体。可以说是光的波长决定了显微镜的分辨率上限。

　　那么怎样才能继续提高分辨率呢？换用更短波长的光，比如使用紫外光，而当紫外光的波长还是不够短时怎么办？使用波长更短的电子束代替光束。根据粒子的波粒二象性，高能的电子束具有远低于光束的波长。使用高能电子束代替光束进行成像就可以获得远高于光学显微镜的分辨率。基于这个思路，人们研制了电子显微镜，并利用它观察到了原子。

　　

　　钨灯丝电子显微镜主要有两大类，共三种：

　　一类是利用场致发射效应产生电子，称为场致发射电子枪。这种电子枪极其昂贵，在十万美元以上，且需要小于10-10torr的*真空。但它具有至少1000小时以上的寿命，且不需要电磁透镜系统。

　　另一类则是利用热发射效应产生电子，有钨枪和六硼化镧枪两种。钨枪寿命在30～100小时之间，价格便宜，但成象不如其他两种明亮，常作为廉价或标准SEM配置。六硼化镧枪寿命介于场致发射电子枪与钨枪之间，为200～1000小时，价格约为钨枪的十倍，图像比钨枪明亮5～10倍，需要略高于钨枪的真空，一般在10-7torr以上；但比钨枪容易产生过度饱和和热激发问题。