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恩斯特·阿貝最開始指出,，對物體細節(jié)的分辨率受到用于成像的光波波長的限制,，因此使用光學顯微鏡僅能對微米級的結構進行放大觀察,。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,，由于常用的玻璃會吸收紫外線,，這種方法需要更昂貴的石英光學元件,。當時人們認為由于光學波長的限制,，無法得到亞微米分辨率的圖像。
1858年,，尤利烏斯·普呂克認識到可以通過使用磁場來使陰極射線彎曲,。這個效應早在1897年就由曾經(jīng)被費迪南德·布勞恩用來制造一種被稱為陰極射線示波器的測量設備，而實際上早在1891年,，里克就認識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?shù)臈l件下可以用于電子射線,。
1928年，柏林科技大學的高電壓技術教授阿道夫·馬蒂亞斯讓馬克斯·克諾爾來領導一個研究小組來改進陰極射線示波器,。這個研究小組由幾個博士生組成,，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計和示波器的列排列,，試圖通過這種方式來找到更好的示波器設計方案,，同時研制可以用于產(chǎn)生低放大倍數(shù)(接近1:1)的電子光學原件。1931年,，這個研究組成功的產(chǎn)生了在陽極光圈上放置的網(wǎng)格的電子放大圖像,。這個設備使用了兩個磁透鏡來達到更高的放大倍數(shù),，因此被稱為第一臺電子顯微鏡。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,。
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