由于电子的德布罗意波长非常短，透射电子显微镜的分辨率比光学显微镜高的很多，可以达到0.1～0.2nm，放大倍数为几万～百万倍。因此，使用透射电子显微镜可以用于观察样品的精细结构，甚至可以用于观察仅仅一列原子的结构，比光学显微镜所能够观察到的的结构小数万倍。tem在中和物理学和生物学相关的许多科学领域都是重要的分析方法，如研究、---学、材料科学、以及纳米技术、半导体研究等等。
由于电子束射入样品时会发生布拉格散射，样品的衍射对比度信息会由电子束携带出来。例如晶体样品会将电子束散射至后焦平面上离散的点上。通过将光圈放置在后焦平面上，可以选择合适的反射电子束以观察到需要的布拉格散射的图像。通常仅有非常少的样品造成的电子衍射会投影在成像设备上。如果选择的反射电子束不包括位于透镜焦点的未散射电子束，那么在图像上没有样品散射电子束的位置上，也就是没有样品的区域将会是暗的。这样的图像被称为暗场图像。
要获得一张清晰的电镜照片，必须要能够做好基本的电镜操作、以及针对各种样品做出工作条件的优化。
基本操作包括熟练的调节对焦和消像散。对焦相对容易，改变焦距，直至图像清楚的时刻即为合焦。在偏离焦距较多的时候可以用较高的灵敏度，在合焦点附近调低灵敏度，以便进行对焦。
基本操作中消像散相对来说比较麻烦，---是像散很大时，对于很多初学者来说调节比较困难。不过前面已经介绍了像散的产生，电子束由于不再是圆形，所以在像散未消除的情况下，半薄切片检测服务，图像是不清晰的。不过其中有两个特殊的位置，即光学中的子午和弧矢，在这两个位置上束斑完全成正交的直线。而明晰圆一般在弧矢和子午的中间。
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