透射电子显微镜的成像原理可分为三种情况：
吸收像：当电子射到质量、密度大的样品时，主要的成相作用是散射作用。样品上质量厚度大的地方对电子的散射角大，通过的电子较少，像的亮度较暗。早期的透射电子显微镜都是基于这种原理。
衍射像：电子束被样品衍射后，样品不同位置的衍射波振幅分布对应于样品中晶体各部分不同的衍射能力，当出现晶体缺陷时，缺陷部分的衍射能力与完整区域不同，从而使衍射波的振幅分布不均匀，反映出晶体缺陷的分布。
相位像：当样品薄至100?以下时，电子可以穿过样品，波的振幅变化可以忽略，成像来自于相位的变化。
扫描电镜虽然是显微镜家族中的后起之秀，但由于其本身具有许多的优点，发展速度是很快的。
1 仪器分辨率较高，通过二次电子像能够观察试样表面6nm左右的细节，采用LaB6电子，可以进一步提高到3nm。
2 仪器放大倍数变化范围大，且能连续可调。因此可以根据需要选择大小不同的视场进行观察，同时在高放大倍数下也可获得一般透射电镜较难达到的高亮度的清晰图像。
若扫描电镜采用30 cm（12英寸）的显象管，放大倍数15倍时，绒毡层超微结构检测技术服务，其视场范围可达20 mm。大视场、低倍数观察样品的形貌对有些领域是很必要的，如侦察和考古。进行从高倍到低倍的连续观察。放大倍数的可变范围很宽，且不用经常对焦。扫描电子显微镜的放大倍数范围很宽（从5到20万倍连续可调），且一次聚焦好后即可从高倍到低倍，从低倍到高倍连续观察，不用重新聚焦，这对进行事故分析特别方便。
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