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第一章电子光学基础
从光学显微镜到电子显微镜，我们能够用各种先进的仪器对不同类别，不同尺度的材料进行分析。那么，与光学显微显微镜相比，电子显微镜有哪些不同？本章主要介绍电子光学基础，通过本章的学习需掌握电子光学的基本原理和电磁透镜成像的原理，了解电子透镜的像差、景深和焦长。
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●1.1电子的波长与电磁透镜
本节主要介绍了光学显微镜的分辨率，电子的波长以及电磁透镜的原理与特点
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●1.2电磁透镜的像差、景深及焦长
本节主要介绍了电磁透镜的像差、景深和焦长。
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第二章透射电子显微镜
透射电子显微镜是以波长极短的电子束作为照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器。本章主要介绍透射电子显微镜的电子光学系统、电子成像系统、主要部件的结构及其工作原理，通过本章的学习需掌握透射电子显微镜的基本结构和原理，掌握透射电子显微镜的使用方法及应用。
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●2.1电子光学系统-电子枪和聚光镜
本节主要介绍了电子光学系统中的照明系统，重点介绍了电子枪和聚光镜的功能。
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●2.2电子成像系统
本节主要介绍了电子成像系统中的电磁透镜，包括物镜、中间镜、投影镜；重点介绍了透射电子显微镜的成像放大模式及电子衍射模式。
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●2.3主要部件的结构及工作原理
本节主要介绍了观察与记录系统，真空系统、电源和控制系统；简述了样品台、电子束倾斜与平移装置；重点介绍了聚光镜光阑、物镜光阑和选区光阑。
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第三章电子衍射
电子衍射实验是曾荣获诺贝尔奖的近代物理实验之一，也是现代分析测试技术中，分析物质结构，特别是分析晶体结构的重要方法。本章通过介绍薄晶体中电子衍射的原理、实验方法以及电子衍射花样的标定方法，比较系统地讲授了透射电镜中电子衍射的相关知识。
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●3.1倒易点阵与晶带定律
倒易点阵指的是倒易空间的点阵，是由厄瓦尔德1921年在处理晶体衍射时根据倒易空间的概念建立的。晶带定律是由德国学者魏斯于1805确定的。本节内容中，我们将介绍倒易点阵与晶带定律的基本原理和表达式的物理意义。
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●3.2衍射矢量方程与结构因子
在晶体的电子衍射中，衍射矢量既能表示布拉格方程的标量关系，又能表示衍射方向。那么，衍射矢量方程就是我们解析晶体结构的基础方程。对于不同的晶体结构，结构因子是描述晶胞类型和衍射强度之间关系的一个函数。本节内容中，我们将学习衍射矢量方程与结构因子这两个方面的内容。
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●3.3晶体尺寸效应与电子衍射基本公式
当电子穿过薄晶体发生电子衍射时，其反映衍射强度的倒易点，它的大小及形状与晶体的大小和形状有关，这是晶体的哪种效应所引起的呢？而且，我们通常说的电子衍射谱，为什么就是透射电镜中物镜的后焦面上的图像的放大？因此，本节内容中，我们将学习晶体尺寸效应与电子衍射基本公式。
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●3.4选区电子衍射方法
为了得到晶体中某一个微区的电子衍射花样，需要用选区衍射的方法，选区电子衍射借助设置在物镜像平面的选区光阑，可以对产生衍射的样品区域进行选择，并对选区范围的大小加以限制，从而实现形貌观察和电子衍射的微观对应。本节内容中，我们将学习选区电子衍射的基本原理以及实验步骤等内容。
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●3.5电子衍射花样标定(1)
本节内容中，我们将通过实例来学习尝试法和R2比值法。
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●3.6电子衍射花样标定(2)
本节内容中，我们将通过实例来学习标准花样对照法，并学习多晶电子衍射花样是如何标定的。
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●3.7复杂电子衍射花样(1)
本节内容中，我们先介绍产生复杂电子衍射花样的原因，其次我们再学习高阶劳厄带、超点阵斑点和二次衍射斑点的相关知识。
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●3.8复杂电子衍射花样(2)
在电子衍射实验中，通常会观察到复杂的孪晶花样和成对的菊池花样，在本节内容中，我们将学习几种孪晶的特定晶体几何关系，并学习明暗成对的菊池线的形成原理。
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第四章薄晶体衍射衬度原理
薄晶体的衍射衬度，由透射电镜中样品各处衍射束强度的差异形成，或是由样品各处满足布拉格条件程度的差异形成的。本章通过介绍明暗场像、衍射衬度运动学理论、等倾条纹与等厚条纹、非理想晶体的衍射衬度等，详细地讲授了薄晶体的衍射衬度相关知识。
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●4.1衍射衬度
我们通常把电镜中的衬度分为振幅衬度和相位衬度，其中振幅衬度又分为质厚衬度和衍射衬度。在本节内容中，我们将学习透射电镜中衍射衬度的形成原理，并了解明暗场像和中心暗场像的成像原理。
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●4.2衍射衬度运动学理论
为了了解入射电子束在晶体中传播的过程和传播的结果，在本节内容中，我们初步了解衍衬运动学和衍衬动力学理论的相关知识，其中包括衍衬运动学理论的适用范围和三个假设。
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●4.3等倾条纹与等厚条纹
对于理想的完整晶体，随厚度的变化或者弯曲程度不同会显示出来不同的衬度或条纹，那么，我们如何用运动学的理论去解释它呢？在本节内容中，我们将学习等厚条纹和等倾条纹的形成原理及特征。
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●4.4非理想晶体的衍射衬度
我们通常研究的对象都是有缺陷的晶体，这些缺陷会导致晶体产生局部畸变，从而形成特别的衍射衬度。在本节内容中，我们将学习非理想晶体的衍射衬度方程和层错衬度。
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●4.5晶体缺陷分析
针对非理想晶体中的螺位错、刃位错以及第二相粒子，在本节内容中，我们将学习这些晶体缺陷的衬度特征及形成机理。
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第五章高分辨电子显微术
高分辨电子显微术是一种基于相位衬度原理的成像技术，对于厚度为几个到几十纳米的样品，利用电子束在样品出射面上相位的不同，使相位差转换成强度差而形成衬度。高分辨电子显微术在材料结构表征中起着非常重要的作用。本章详细地介绍了高分辨的成像原理、高分辨模拟像的方法及影响参数，并通过实例阐述了高分辨像在材料学中的应用。
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●5.1高分辨成像原理
高分辨像具有很高的分辨率，甚至可以达到原子量级。那么，高分辨像是如何揭示周期性晶体结构的信息的呢？在本节内容中，我们将学习衬度传递函数、谢尔策最佳欠焦量、傅里叶变换等，详细了解一维晶格像，二维晶格像和二维晶体结构像的形成规律。
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●5.2高分辨像在材料科学中的应用
高分辨电子显微术在材料科学领域有很广泛的应用，在本节内容中，我们将了解弱相位体近似下的高分辨像模拟，分析和比较试样厚度和欠焦量对高分辨模拟像的衬度的影响，同时学习几个高分辨像在材料表征中的应用实例。
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第六章扫描电子显微镜
扫描电子显微镜是继透射电镜之后发展起来的一种电子显微镜，它的成像原理和透射电子显微镜完全不同。扫描电镜不用电磁透镜放大成像，而是以类似电视摄像显影的方式，利用细聚焦的电子束在样品表面逐点扫描时，激发出来的各种物理信号调制成像的。本章主要介绍电子束与固体样品作用时的各种信号、扫描电子显微镜的构造、原理和性能。
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●6.1电子束与固体样品的相互作用
本节主要介绍了电子束与固体样品的相互作用，重点介绍了电子束与固体相互作用所产生的各种信号。
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●6.2扫描电镜的构造及工作原理
本节主要介绍了扫描电子显微镜的构造及工作原理，了解了扫描电子显微镜的主要性能参数。
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●6.3扫描电镜的图像衬度原理及其应用
本节主要介绍了扫描电子显微镜的图像衬度原理。重点介绍了二次电子形貌衬度和背散射电子原子序数衬度以及它们的应用。
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●6.4电子背散射衍射技术及其应用
电子背散射衍射技术同时展现晶体材料的形貌、结构与取向分布，其空间分辨率高、检测速度快、样品制备简单本节主要介绍了电子背散射衍射技术的原理及其应用。
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第七章电子探针显微分析
高速运动的电子束经电磁透镜聚焦，聚焦电子束的直径很细，可用于探测样品的微区成分，我们形象地称之为“电子探针”，本章主要介绍探针仪的结构、工作原理与分析方法。
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●7.1电子探针仪的结构与工作原理
本节主要介绍了电子探针仪中波谱仪与能谱仪的工作原理。
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●7.2电子探针仪的分析方法
本节主要介绍了电子探针仪的分析方法（包括定性分析和定量分析）与应用。
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第八章其他显微分析方法
本章主要介绍几种常见表面分析仪器和技术，包括离子探针显微分析、俄歇电子能谱分析、扫描隧道显微镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱分析，此外，本章还简要介绍了一种常见的光谱分析，红外光谱。
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●8.1离子探针显微分析
本节主要介绍了离子探针分析仪的工作原理与应用。
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●8.2俄歇电子能谱分析
本节主要介绍了俄歇电子能谱仪的工作原理、特点与应用。
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●8.3扫描隧道显微镜与原子力显微镜
本节主要介绍了扫描隧道显微镜的工作原理；重点介绍了原子力显微镜的工作原理与应用。
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●8.4X射线光电子能谱分析
本节主要介绍了X射线光电子能谱的工作原理、特点与应用。
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●8.5红外光谱
本节主要介绍了红外光谱的工作原理、特点与应用。
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第九章样品制备实验技术
在材料结构表征的研究中，透射电镜样品制备起到至关重要的作用，要想得到高质量的电镜照片，首先要制备出好的样品。本章详细地介绍了电镜样品的质厚衬度原理，并介绍了几种常见的电镜样品制备方法，包括复型样品制备方法、粉末法、碳支撑膜法、离子减薄法、电解双喷法和超薄切片法
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●9.1质厚衬度原理
在透射电子显微镜中，质厚衬度是什么呢？对于具有一定厚度的透射电镜样品，当入射电子束通过该样品后的强度分布就是质厚衬度，在本节内容中，我们将学习质厚衬度和质厚衬度的形成原理。
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●9.2复型技术
对于钢铁材料，通常用复型技术来制备透射电镜样品。在本节内容中，我们将学习塑料一级复型、碳一级复型、塑料-碳二级复型和萃取复型。
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●9.3透射电镜样品制备方法
获得高质量的高分辨像的前提是制备质量好的透射电镜样品，电镜样品制备的步骤和细节非常重要。在本节内容中，我们将学习粉末法、碳支撑膜法、离子减薄法、电解双喷法和超薄切片法的具体步骤和注意事项。