يتمثل مبدأ العديد من أجهزة التوصيف في جعل الإلكترونات تتفاعل مع المواد التي يجب اكتشافها، أو إثارة الإلكترونات الثانوية، أو إجراء انتقالات على المستوى الذري ورحلات خلفية، وإطلاق طاقة مميزة. يساعد فهم التفاعلات بين الإلكترونات والمادة على فهم مجموعة متنوعة من التفاعلات بشكل أساسيأدوات التوصيفوفهم سيناريوهات تطبيقها.
عندما يضرب شعاع من الإلكترونات مادة ما، يمكن أن تحدث العمليات التالية:
1. التفاعل مع الإلكترون الخارجي يجعل الإلكترون ينتقل إلى الحالة الأرضية، وسوف ينبعث الإلكترون ضوء مرئي أو فوق بنفسجي عند عودته.
2. يؤدي التفاعل مع إلكترونات نطاق التكافؤ أو نطاق التوصيل إلى تأين الإلكترونات الخارجية وإنتاج إلكترونات ثانوية. طاقة الإلكترون الثانوية منخفضة، عموما أقل من 50 فولت. ويشارك فقط في نطاق سطحي يتراوح بين 5-10 نانومتر، بغض النظر عن نوع العنصر.
3. تتفاعل الإلكترونات الساقطة مع الذرات فتقل الطاقة وتتحرر الطاقة المفقودة على شكل حركة مستمرةالأشعة السينية، وبعد ذلك تهرب الإلكترونات نفسها، وهو ما يسمى بالإلكترونات المرتدة. ترتبط الكهرباء المرتدة بالعدد الذري، فكلما زاد العدد الذري، زاد عدد الإلكترونات المتناثرة، ويتم تحديد العدد حسب نوع العنصر، وهو مبدأ طيف فقدان طاقة الإلكترون.
4.. نقل الإلكترون: من خلال المادة، ويتناسب الجهد مع العدد الذري، والسمك يتناسب عكسيا، وعمق الاختراق ليس كبيرا جدا، لذلك يمكن استخدامه لقياس العينة حوالي 1 ميكرون.
5. قد يدخل الإلكترون الساقط أيضًا إلى الطبقة الداخلية للذرة، فيطرد الإلكترون الداخلي إلى إلكترون ثانوي، بحيث يكون هناك فراغ في الطبقة الداخلية، فيملأ الإلكترون الخارجي الفراغ، وتهرب الطاقة الزائدة فيالأشعة السينيةأو قم بإخراج الإلكترون الخارجي، وهو ما يسمى إلكترون أوجيه.&نبسب;