1665年,德国学者
虎克(Robert Hooke)设计制造了首架
光学显微镜,当时放大倍数为40~140倍,并用此首次观察并描述了
植物细胞,同年发表《显微图谱》一书。
此后,
荷兰学者列文·虎克(A。V。Leeuwenhoek)用自己设计的更先进的显微镜观察了
动物细胞,并描述了细胞核的形态。直到今天,光学显微技术已从普通复式光学显微技术发展为荧光显微技术、共焦点激光扫描显微镜技术、数字成象显微镜技术、暗场显微镜技术、相差和
微分干涉显微镜技术和录像增加反差显微镜技术等等。
可见,光学显微技术已成为人类认识微观世界的必要工具,借助它,使人们认识了细胞。然而,准确的理论计算表明,光学显微镜质量无论无何改善--不论是用多少组镜片,使用油镜头还是加强光源,放大率至多1000~1500,分辨本领至多 。这就成为人类认识更小的物体:病毒和分子、原子的瓶颈问题。
著名物理学家海仑霍尔等人在理论上证明:限制
光学显微镜分辨本领及放大率的因素是光的波长。因而人们转向寻找一种成像媒介--波,它具有可视、可拍摄照片、波长短、且能用装置改变波的运动路线的特点。
1933年底,卢斯卡制成了能放大一万倍的
电子显微镜,并拍摄了金属箔和纤维的放大像。使电子显微镜的放大倍数超过了光学显微镜。
1937年,柏林科工大学的克劳塞和穆勒成功的制出了分辨率为纳米级(10-9m)的电子显微镜,西门子公司得知后,将主要精力转到适用电子显微镜的制造上,并聘请了卢斯进行研究。次年,西门子公司第一批分辨率为 的电子显微镜上市。