Naarmate de objecten die ze bestudeerden kleiner en kleiner werden, moesten wetenschappers meer geavanceerde hulpmiddelen ontwikkelen om ze te kunnen zien. Lichtmicroscopen kunnen geen objecten detecteren, zoals individuele virusdeeltjes, moleculen en atomen die onder een bepaalde drempelwaarde liggen. Ze kunnen ook geen adequate driedimensionale afbeeldingen bieden. Elektronenmicroscopen werden ontwikkeld om deze beperkingen te overwinnen. Ze stellen wetenschappers in staat om objecten te onderzoeken die veel kleiner zijn dan diegene die kunnen worden bekeken met lichtmicroscopen en die heldere driedimensionale beelden van hen opleveren.

Grotere vergroting

De grootte van een object dat een wetenschapper is kan doorzien door een lichtmicroscoop is beperkt tot de kleinste golflengte van zichtbaar licht, dat is ongeveer 0,4 micrometer. Elk object met een kleinere diameter dan dat zal niet het licht reflecteren en daarom niet zichtbaar zijn voor een op licht gebaseerd instrument. Sommige voorbeelden van dergelijke kleine objecten zijn individuele atomen, moleculen en virusdeeltjes. Elektronenmicroscopen kunnen afbeeldingen van deze dingen genereren omdat ze niet afhankelijk zijn van licht uit het zichtbare spectrum om door hen te worden gereflecteerd. In plaats daarvan worden hoogenergetische elektronen toegepast op het te onderzoeken monster en het gedrag van deze elektronen - hoe ze worden gereflecteerd en afgebogen door het object - wordt gedetecteerd en gebruikt om een ​​beeld te genereren.

Verbeterde diepte of Field

Het vermogen van een lichtmicroscoop om een ​​driedimensionaal beeld van extreem kleine objecten te vormen, is beperkt. Dit komt omdat een lichtmicroscoop zich slechts op één spatie per keer kan concentreren. Kijken naar een relatief groot micro-organisme onder een dergelijke microscoop laat dit effect zien: Eén laag van het organisme zal scherp zijn, maar de andere lagen zullen wazig onscherp zijn, en ze kunnen zelfs interfereren met het gefocuste deel van het beeld. Elektronenmicroscopen bieden een grotere scherptediepte dan lichtmicroscopen, wat betekent dat meerdere tweedimensionale lagen van een object in één keer scherpgesteld kunnen worden, wat een totaalbeeld in driedimensionale kwaliteit oplevert.

Fijnere vergrotingscontrole

De typische lichtmicroscoop kan op slechts enkele discrete niveaus inzoomen. Normale klaslokaalmicroscopen kunnen bijvoorbeeld objecten vergroten op niveaus van 10x, 100x en 400x, met niets daartussenin. Het zou niet moeten verbazen dat er microscopische objecten het best kunnen worden bekeken bij een vergroting van 50x of 300x, maar dit zou met een dergelijke microscoop niet haalbaar zijn. Elektronenmicroscopen bieden daarentegen een gelijkmatig bereik van vergrotingen. Ze zijn in staat om dit te doen vanwege de aard van hun 'lenzen', die elektromagneten zijn waarvan de voedingen kunnen worden aangepast om de banen van de elektronen soepel te veranderen in de richting van de detector om een ​​beeld te vormen.