恩斯特·阿貝最開始指出,,對(duì)物體細(xì)節(jié)的分辨率受到用于成像的光波波長的限制,,因此使用光學(xué)顯微鏡僅能對(duì)微米級(jí)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行放大觀察,。通過使用由奧古斯特·柯勒和莫里茨·馮·羅爾研制的紫外光顯微鏡,,可以將極限分辨率提升約一倍,。然而,,由于常用的玻璃會(huì)吸收紫外線,,這種方法需要更昂貴的石英光學(xué)元件,。當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為由于光學(xué)波長的限制,無法得到亞微米分辨率的圖像,。
1858年,,尤利烏斯·普呂克認(rèn)識(shí)到可以通過使用磁場來使陰極射線彎曲。這個(gè)效應(yīng)早在1897年就由曾經(jīng)被費(fèi)迪南德·布勞恩用來制造一種被稱為陰極射線示波器的測量設(shè)備,,而實(shí)際上早在1891年,,里克就認(rèn)識(shí)到使用磁場可以使陰極射線聚焦。后來,,漢斯·布斯在1926年發(fā)表了他的工作,,證明了制鏡者方程在適當(dāng)?shù)臈l件下可以用于電子射線。
1928年,,柏林科技大學(xué)的高電壓技術(shù)教授阿道夫·馬蒂亞斯讓馬克斯·克諾爾來領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)研究小組來改進(jìn)陰極射線示波器,。這個(gè)研究小組由幾個(gè)博士生組成,這些博士生包括恩斯特·魯斯卡和博多·馮·博里斯,。這組研究人員考慮了透鏡設(shè)計(jì)和示波器的列排列,,試圖通過這種方式來找到更好的示波器設(shè)計(jì)方案,同時(shí)研制可以用于產(chǎn)生低放大倍數(shù)(接近1:1)的電子光學(xué)原件,。1931年,,這個(gè)研究組成功的產(chǎn)生了在陽極光圈上放置的網(wǎng)格的電子放大圖像。這個(gè)設(shè)備使用了兩個(gè)磁透鏡來達(dá)到更高的放大倍數(shù),,因此被稱為第一臺(tái)電子顯微鏡。在同一年,,西門子公司的研究室主任萊因霍爾德·盧登堡提出了電子顯微鏡的靜電透鏡,。