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电镜必须在真空下工作主要原因在于。
1、电子的波长很短，很容易受到气体分子的干扰和散射，在高真空环境下，气体分子数量极少，电子能够较为准确地打到样品上，从而得到清晰的图像，如果不使用真空环境，电子与气体分子的碰撞会导致图像失真，严重影响电镜的分辨率和观察效果，真空环境还能避免样品受到腐蚀和污染。
2、对于扫描电镜和透射电镜来说，它们需要在更高的真空度下工作，这是因为它们需要更加精确的观察和分析，高真空环境下，除了减少气体对电子的干扰，还能避免其他因素如残余气体与样品或电子束的反应产生的污染物对观察的影响，高真空环境还能保证样品的稳定性，避免在观察过程中因气体分子的热运动导致的图像模糊。
为了保证电镜的正常工作和获得高质量的图像，真空环境是必不可少的，随着技术的发展，现代电镜的真空系统越来越完善，能够创造更好的工作环境以满足科研工作的需求。