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1、成像原理不同
光学显微镜的基本原理是利用被检样品的不同结构吸收光线的不同特点，以亮度差的形式呈现样品的物像。在电子显微镜中，利用细聚焦电子束在样品表面逐点扫描，与样品相互作用产行各种物理信号，这些信号经检测器接收、放大并转换成调制信号，最后在荧光屏上显示反映样品表面各种特征的图像。
2、照明源不同
光学显微镜的照明源是可见光（日光或灯光），而电子显微镜所用的照明源是电子枪发出的电子流，由于电子流的波长远短于光波波长，故电子显微镜的放大及分辨率显着地高于光镜。
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3、透镜不同
电子显微镜中起放大作用的物镜是电磁透镜（能在中央部位产生磁场的环形电磁线圈），而光学显微镜的物镜则是玻璃磨制而成的光学透镜。电子显微镜中的电磁透镜共有三组，分别与光学显微镜中聚光镜、物镜和目镜的功能相当
4、景深
一般光学显微镜的景深在2-3um之间，因此对样品的表面光滑程度具有的要求，所以制样过程相对比较复杂。扫描电镜的景深则可高达几个毫米，因此对样品表面的光滑程度几何没有任何要求，样品制备比较简单，有些样品几何无需制样。体式显微镜虽然也具有比较大的景深，但其分辨率却非常的低。
5、所用标本制备方式不同
电子显微镜观察所用组织细胞标本的制备程序较复杂，技术难度和费用都较高，在取材、固定、脱水和包埋等环节上需要特殊的试剂和操作，还需将包埋好的组织块放人超薄切片机切成50~100nm厚的超薄标本片。而光镜观察的标本则一般置于载玻片上，如普通组织切片标本、细胞涂片标本、组织压片标本和细胞滴片标本。
6、分辨率
光学显微镜因为光的干涉与衍射作用，分辨率只能局限于2-5um之间。电子显微镜因为采用电子束作为光源，其分辨率可达到1-3nm之间，因此光学显微镜的组织观察属于微米级分析，电子显微镜的组织观测属于纳米级分析。
7、应用领域
光学显微镜主要用于光滑表面的微米级组织观察与测量，因为采用可见光作为光源因此不仅能观察样品表层组织而且在表层以下的一定范围内的组织同样也可被观察到，并且光学显微镜对于色彩的识别非常敏感和准确。电子显微镜主要用于纳米级的样品表面形貌观测，因为扫描电镜是依靠物理信号的强度来区分组织信息的，因此扫描电镜的图像都是黑白的，对于彩色图像的识别扫描电镜显得无能为力。
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