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Los límites de resolución del ojo humano se encuentran en torno a 0,1 milímetros. Es decir que para que el ojo distinga dos objetos por separado, éstos tienen que estar como mínimo a esa distancia. Por otra parte, con el microscopio óptico se puede obtener una resolución de 0,2 micrometros. Según las fórmulas de de Broglie asociadas a la existencia de ondículas (dualidad onda-partícula) permitía deducir que por ejemplo, un electrón acelerado a través de una diferencia de potencial de 65 kV, tenga asociada una longitud de onda de 0,05 nanometros. Con el SEM se alcanzan los 0,3 nanometros y con el TEM 0,2 nanometros.

Dos años después de la publicación de la tesis doctoral de de Broglie, en 1926, H. Bush, el padre de la óptica electrónica presentó el diseño de una lente electromagnética. Mediante este tipo de lente sería posible enfocar un haz de electrones de la misma forma que las lentes ópticas enfocan los rayos luminosos. Esta aportación abrió el camino al diseño por parte de Ruska y Knoll del primer microscopio electrónico, el TEM o microscopio electrónico de transmisión en 1932, consiguiendo en 1934 superar el poder resolutivo del microscopio óptico.

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