人類對(duì)物質(zhì)世界的探索是沿著對(duì)越來(lái)越高的空間分辨率和越來(lái)越高的時(shí)間分辨率的追求而展開(kāi)的，在這個(gè)探索的過(guò)程中，最重要的努力方向之一便是發(fā)展更高空間分辨率和更高時(shí)間分辨率的儀器。這些新儀器帶來(lái)的分辨率的提升往往會(huì)帶來(lái)科學(xué)研究中新的發(fā)現(xiàn)，并推動(dòng)人類的知識(shí)水平向前發(fā)展。例如，望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明讓人類看得更遠(yuǎn)，有力地打破了長(zhǎng)期以來(lái)居于統(tǒng)治地位的“地心說(shuō)”，實(shí)現(xiàn)了天文學(xué)的根本變革，改變了人類對(duì)自然、對(duì)自身的看法；顯微鏡的發(fā)明將人類的探索深入到微觀世界，將分子、原子、納米器件等展現(xiàn)在了人們眼前；激光的發(fā)明則使得研究更快的過(guò)程成為可能，為“超快”和“超小”的融合搭建了橋梁，使得人類能在原子尺度研究超快的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。
　　加速器是用人工方法將帶電粒子加速到高能量的裝置。過(guò)去幾十年里，加速器在科學(xué)研究中發(fā)揮著不可替代的作用，推動(dòng)著人類對(duì)物質(zhì)世界的探索向前發(fā)展。加速器過(guò)去主要為各類研究提供大科學(xué)裝置，如用于粒子物理研究的高能對(duì)撞機(jī)，為材料、化學(xué)、能源、生命科學(xué)提供X光源（同步輻射和自由電子激光）及中子源（散裂中子源）等。近年來(lái)，利用加速器產(chǎn)生的脈沖電子直接用于超快科學(xué)研究成為國(guó)際上的研究熱點(diǎn)之一。
　　基于加速器的兆伏特能量快快電子探針與X光相比更容易獲得，與千伏特低能電子相比具有更低的空間電荷力，同時(shí)由于電子對(duì)樣品的損傷遠(yuǎn)小于X光，且具有更短的波長(zhǎng)可獲得更大的倒易空間，因此已廣泛用于超快和超小領(lǐng)域的科學(xué)研究，是X光自由電子激光大科學(xué)裝置的有益補(bǔ)充。
　　基于加速器的兆伏特能量級(jí)超快電子衍射和超快電子透鏡相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用方面的研究是國(guó)際上近十年來(lái)剛剛開(kāi)展的前沿方向，與自由電子激光類似，均是利用加速器產(chǎn)生的高品質(zhì)超短電子束開(kāi)展超快科學(xué)的研究。我國(guó)在此領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先的水平。上海交通大學(xué)課題組正在承擔(dān)此方面的國(guó)家重大科研儀器設(shè)備研制項(xiàng)目，將研制世界最高水平的基于加速器的超快電子衍射與超快電鏡裝置。本書(shū)將結(jié)合課題組近年來(lái)的工作對(duì)該研究領(lǐng)域進(jìn)行系統(tǒng)介紹，包含大量課題組對(duì)該研究方向的最新理解和新原理、新概念，希望能為同行研究提供有益的參考。
　　由于編者水平所限，書(shū)中存在的不足敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。