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  1. 2009.08.11 현미경 사용법

1. 광학현미경의 구조와 원리

< 구조 >
① 대안렌즈(ocular lens): 직접 눈으로 보는 렌즈. 약 3-5cm 가량의 원통의 양끝에 각각 한 개의 렌즈가 있다. 윗부분 끝의 눈렌즈, 아랫부분의 렌즈는 집광렌즈 이다. 경통 부분에 끼운다.

② 경통(body tube): 위의 대안렌즈를 끼우게 되어 있는 10여 cm가량 되는 원통부분이다.

③ 대물렌즈 교환기(objective revolver; nonsepice): 경통 아래쪽의 흰 금속부분은 회전할 수 있도록 되어있다. 밑으로 구멍이 여러개뚫려 있는데 여기에 대물렌즈를 끼운다.

④ 대물렌즈(objective lens): 약 3-4cm 가량 되며, 한쪽 끝은 나사로 되어 있다.이것은 렌즈를 조합한 것이나, 보통은 단일의 렌즈로 보아도 좋다. 이 나사부분을 대물렌즈 교환기에 끼운다.

⑤조동나사(macroscrew)와 미동나사(microscrew): 현미경의 윗부분을 좌우에 같은 크기의 나사가 쌍으로 자리잡고 있는데, 이것이 조동나사로서, 돌리면 경통이 상하로 움직인다. 그 아래에 붙은 약간 작은 나사가 미동나사인데, 돌리면 경통이 상하로 약간 움직인다.

⑥ 경기(stand): 상단에는 경통과 나사로 이어져 있고 하단에는 재물대, 반사경이 있어서 축칭으로 경각(base or foot)과 연결되어 있으며, 중앙부분에는 활 모양의 arm이 있다.

⑦ 재물대(stage): 받침유리(슬라이드)를 놓는 네모 또는 둥근 대로서, 가운데에 둥글고 큰 구멍이 있고 경통의 방향에 대해 직각으로 되어 있는데, 여기에 힘을 주어서는 안된다. 재물대 앞 좌우에 작은 구멍이 있으며 그곳에 횐 금속제의 클립이끼여 있다.


< 원리 >
육안으로 보는 것보다 더 자세히 물체를 관찰하기 위해서는 광학 기기를 사용해야 한다. 그 방법으로는 볼록렌즈를 사용하여 큰 실상을 만드는 경우와 볼록렌즈의 초점 내에 물체를 두고 허상을 보는 경우인데, 루페나 해부현미경으로 확대하는 방법은 전자이고, 현미경은 이 두 방법을 적당히 조합한 것이다. 즉 대물렌즈근처에 물체를 두고 대물렌즈로 만들어지는 비교적 크게 확대한 도립된 실상을 대안렌즈의 초점 내에 두어 대안렌즈를 통해 이 실상이 보다 확대된 허상으로 보는 것이다.


2. 현미경의 기원과 역사
 우리가 대표적으로 알고 있는 현미경을 이용한 실험은 17세기의 로버트 훅(Robert Hooke)이 광학 현미경을 직접 제작해 코르크 세포(cork cell)를 관찰한 실험이다. 이 때 사용한 광학 현미경은 수십 ㎛ 정도의 분해능이 있는 현미경이었다. 그 후, 구조 해석기술은 눈부시게 발전하여 원자 한 개를 볼 수 있게까지 되었다. 하지만, 측정장치는 훅이 사용했던 현미경보다 훨씬 크고 복잡하고 큼직해졌다. 또한, 현미경이라는 것은, 당초에는 우리들의 눈으로 보이는 전자기파(가시광선)를 이용한 것이었으나, 오늘날에는 그 개념이 매우 확대되어 물질파를 이용한 전자현미경, 열중성자현미경, 초음파현미경, X선 현미경 등도 개발되어 있다.


3.현미경의 종류 및 그 특징
 일찍이 한쪽 눈으로만 볼 수 있는 단안현미경(monocular microscope)이 널리 보급되어 왔으나, 근래에 와서는 양쪽 눈을 동시에 사용하는 쌍안현미경(binocular microscope)제작되어 사용되고 있다. 기능 면에서도 현미경은 많이 개발되었다. 생물체를 해부할 때 사용하는 해부현미경(stereoscopic microscope dissecting microscope), 이를 개량하여 세포나 조직의 성분을 보다 세밀하게 실험할 수 있어 현미수술기(micromanipulator) 등이 있다. 또, 광학적 이방성을 조사하는 데 쓰이며 편광현미경(fluorescence microscope), 보통 현미경보다는 분해 율이 높아서 콜로이드입자 등을 보는 데 쓰이는 한외현미경(ultramicroscope)도 있다. 그밖에 피검체의 광학적 두께의  차이에 의하여 상에 생긴 명암으로 볼 수 있는 위상차현미경(phase contrast microscope)이 있고, 조명광성 대신 전자의 흐름을 이용하여 높은 해상력과 배율을 나타내는 전자현미경(electron microscope)이 있다. 전자현미경에도 보통의 투과전자현미경(TEM)과 시료표면의 입체구조를 관찰하는 주사전자현미경(SEM)도 개발되었다. 특히, 위상차현미경은 현재 생세포와 조직을 관찰하는데 많이 쓰이고 있다. 이 현미경으로 생리적인 용액에서 배양한 조직세포의 구조를 상당히 자세히 관찰할 수 있다. 그리고 간섭현미경(interference microscope)은 위상차현미경과 비슷한 원리에 근거를 두고 있으나, 정량적인 데이터를 앨 수 있는 장점을 가지고 있다. 이 기기를 가지고 여러 가지 세포구조의 광학적 상의 차이를 결정할 수 있고, 따라서 그 건량(乾量)을 측정할 수 있다. 또한, 암시야 현미경(darkfield microscope)은 ultramicroscope라고 불리기도 하며,생세포의 연구에 쓰이는 하나의 방법이다. 이것은 굴절률이 다른 두 상 사이에서 광선이 산란된다는 원리에 입각되어 있다. 암시야 현미경으로 보면 보통 광학현미경으로 볼 수 없는 작은 물체를 찾아 볼 수 있으나 해상할 수는 없다. 그리고 편광현미경은 광물질 연구에 주로 쓰이는 데, 두 가지 편광장치가 대물 렌즈와 접안 렌즈에 부착되어 있고, 광물의 간섭 무늬와 다색성 , 소광 현상을 관찰할 수 있다. 전자 현미경은 생물의 미세구조를 직접 연구할 수 있는 유일한 기기이다. 광선이 렌즈를 지나갈 때 빗나간 것과 같이 전자현미경에서는 전자의 흐름이 전자장(電磁場)에서 빗나간다.

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Posted by 찬재
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