11
미생물은 매우 작기 때문에 맨 눈으로는 볼 수 없고 현미경으로 보아야 형태를 관찰할 있다. 현재 다양한 형태의 현미경이 사용되고 있는데, 광학적 원리 따르면 광학(Bright field)현미경, 암시야(Dark field) 현미경, 위상차 (Phase-contrast)현미경과 형광(fluorescence) 현미경의 4종류로 구분이 된 다. 또, 대물렌즈의 위치가 시료보다 아래에 위치한 전도(inverted)현미경이 배양된 세포의 관찰 목적에 따라 개발되었다. 현미경은 광학적 기능을 하는 렌즈(lens)와 톱니 나사 등 기계적 장치가 결 합된 기기이며, 고배율로 확대하여 보는 기기이므로 먼지 등 이물질이 오염되 것을 방지하여야 한다. 특히 현미경 보관소에서부터 실험실로, 또 그 실험 실로부터 현미경 보관소로 이동하는 동안 현미경이 훼손되지 않도록 주의하여 한다. 현미경은 다른 기기와 달리 고정되지 않은 부분이 많다. 예로 대안렌 즈는 렌즈구멍위에 고정되지 않은 상태로 올려져 있기 때문에 이동할 때에 수 평을 유지하지 않으면 렌즈가 떨어져 훼손된다. 현미경은 미생물을 연구할 사용하는 가장 기본적인 기기이다. 앞에서 명한대로 다양한 목적과 이 목적에 맞는 형태가 개발되었지만 그 원리는 똑같 다. 현미경은 앞으로 미생물학을 연구할 때에 가장 중요한 기본적인 기기이기 때문에 미생물학을 배우기 시작한 학생들은 현미경은 다루는 방법을 확실하게 배워야 한다. BM-1 현미경(Microscopy) PART 1

JDSPTDPQZmsk.or.kr/msk/img/micro_lab_1p.pdf · û 0 3 ¹ achromatic lens ×apochromat lens 3 Þ È Ð D À > é Ô 8 ³ 8 û S 5 t, & · À ² ( û 0 3 ¹ ê É 3

  • Upload
    others

  • View
    24

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: JDSPTDPQZmsk.or.kr/msk/img/micro_lab_1p.pdf · û 0 3 ¹ achromatic lens ×apochromat lens 3 Þ È Ð D À > é Ô 8 ³ 8 û S 5 t, & · À ² ( û 0 3 ¹ ê É 3

미생물은 매우 작기 때문에 맨 눈으로는 볼 수 없고 현미경으로 보아야 형태를

관찰할 수 있다. 현재 다양한 형태의 현미경이 사용되고 있는데, 광학적 원리

에 따르면 광학(Bright field)현미경, 암시야(Dark field) 현미경, 위상차

(Phase-contrast)현미경과 형광(fluorescence) 현미경의 4종류로 구분이 된

다. 또, 대물렌즈의 위치가 시료보다 아래에 위치한 전도(inverted)현미경이

배양된 세포의 관찰 목적에 따라 개발되었다.

현미경은 광학적 기능을 하는 렌즈(lens)와 톱니 나사 등 기계적 장치가 결

합된 기기이며, 고배율로 확대하여 보는 기기이므로 먼지 등 이물질이 오염되

는 것을 방지하여야 한다. 특히 현미경 보관소에서부터 실험실로, 또 그 실험

실로부터 현미경 보관소로 이동하는 동안 현미경이 훼손되지 않도록 주의하여

야 한다. 현미경은 다른 기기와 달리 고정되지 않은 부분이 많다. 예로 대안렌

즈는 렌즈구멍위에 고정되지 않은 상태로 올려져 있기 때문에 이동할 때에 수

평을 유지하지 않으면 렌즈가 떨어져 훼손된다.

현미경은 미생물을 연구할 때 사용하는 가장 기본적인 기기이다. 앞에서 설

명한대로 다양한 목적과 이 목적에 맞는 형태가 개발되었지만 그 원리는 똑같

다. 현미경은 앞으로 미생물학을 연구할 때에 가장 중요한 기본적인 기기이기

때문에 미생물학을 배우기 시작한 학생들은 현미경은 다루는 방법을 확실하게

배워야 한다.

B M - 1

현미경(Microscopy)

PA

RT

1

Page 2: JDSPTDPQZmsk.or.kr/msk/img/micro_lab_1p.pdf · û 0 3 ¹ achromatic lens ×apochromat lens 3 Þ È Ð D À > é Ô 8 ³ 8 û S 5 t, & · À ² ( û 0 3 ¹ ê É 3
Page 3: JDSPTDPQZmsk.or.kr/msk/img/micro_lab_1p.pdf · û 0 3 ¹ achromatic lens ×apochromat lens 3 Þ È Ð D À > é Ô 8 ³ 8 û S 5 t, & · À ² ( û 0 3 ¹ ê É 3

광학현미경은 가장 기본적인 현미경으로 시료를 통과한 빛을바로보는형태이다. 광학현미경은생물학, 미생물학을전공하는 학생들이 가장 처음 다루는 광학기기이다. 모든 광학 현미경은 공통점이 있으나, 기계적 구조와 작동의 차이로 다양한형태의 광학현미경이 있다. 이 차이점과 같은 점은 앞으로 실험과정을 통하여 배울 것이며, 학생들은 자기의 목적에 맞는현미경을 다룰 수 있게 된다. 현미경이 사용되는 첫 실험시간전에이실험과정을잘이해하고반드시실험리포트의문제에답하는등실험리포트를작성하여실험시간시작전에담당교수에게제출하도록한다.

사용상 주의 할 점

현미경은매우민감한기기이므로조심하여다루어야한다. 현미경은 매우 민감한 기기이므로 보관, 운반 때에 훼손되지 않도록주의하여야한다.

운반할 때 현미경을운반할때에는그림 1.1과같이반드시양손을 사용하여야 한다. 오른손으로는 현미경의 손잡이(arm)

를 단단히 잡고 왼손으로는 몸통 바닥(base)을 단단하게 받들어 주어야 한다. 한손으로 들고 가면 현미경이 흔들리면서 렌즈등부착된것들이떨어질수있으며, 본체가다른물체에부딪혀 훼손될 수가 있다. 현미경 운반도 실습시간에 포함되는것이므로반드시현미경운반과정이끝난후실습시간이종료가 된다. 현미경은 한 번에 한 개만 운반하여야 하며, 두 개의운반은금물이며, 가방이나기타현미경부속품과함께운반하는 것도 금물이다. 현미경 운반 자세를 보면 제대로 미생물학적실습을받았는지를알수있다.

설치장소 현미경을 관찰하는 곳은 책 등 다른 물건이 없는상태여야한다. 깨끗한상태일경우에좋은결과를얻을수있다.

전기선(Electric cord) 전원을연결하는전기선은손과발에 잘 걸린다. 특히 발에 걸릴 경우, 현미경이 관찰 대에서 바닥으로 떨어지는 경우가 많다. 따라서 전기선이 발에 걸리지

않도록정리하여야한다.

렌즈관리 현미경에서가장중요한부분이바로이렌즈이다.

고배율의 렌즈에는 이머젼 오일(immersion oil)을 사용하는데사용후에는반드시이오일을제거하여야한다. 렌즈관리는매우중요하므로뒤에서따로설명한다.

먼지 방어 현미경은 정 기기이며 고배율로 확대하여 보는기기이므로 먼지는 깨끗한 상을 얻는 데에 방해가 된다. 사용이 끝나고 보관 중일 때에는 항상 먼지 덮개로 덮어서 보관하여야 한다. 현미경 보관은 생물학자, 미생물학자가 반드시 지켜야할기본적인사항이다.

현미경의 구성

현미경을 사용하기 전에 그림 1.2 에 나타난 현미경의 구조와구성을확실하게이해하여야한다.

B M - 1

광학현미경(Brightfield Microscopy) 1E X E R C I S E

그림 1.1 현미경을 움직일 때에는 반드시 두 손으로 단단하게 잡고 운반하여야한다.

Page 4: JDSPTDPQZmsk.or.kr/msk/img/micro_lab_1p.pdf · û 0 3 ¹ achromatic lens ×apochromat lens 3 Þ È Ð D À > é Ô 8 ³ 8 û S 5 t, & · À ² ( û 0 3 ¹ ê É 3

현미경 구조(framework) 모든현미경은손잡이(arm)와바닥 몸통(base)으로 구성되어 있고, 다른 구성물들이 붙어있는형태이다.

재물대(stage) 시료인 슬라이드 라스(slide glass)를 고정하는 장치로 스테이지라고도 한다. 슬라이드 라스를 고정하는장치로는단순하게핀으로고정하는것과전·후, 좌·우로움직이는 톱니가 작동하는 것이 있다. 후자의 경우 좋은 상(image)을 얻은 경우, 톱니의 위치를 적어놓으면 나중에 다시그자리를찾기쉽다.

광원(light source) 현미경은 시료를 통과한 빛이 렌즈를통하여 상이 맺히는 것을 관찰하는 기기이다. 초기 현미경은평면거울또는오목거울로빛을모아투과시키기도하 다. 근래에사용하는현미경은전구(lamp)를사용하며, 이전구의밝기는 전압조절기(voltage control)로 조절된다. 그림 1.2 의 현미경그림중오른쪽아래에있는조절나사가전압조절기이다. 이전압조절기로가장낮은빛을광원으로사용할경우에

도, 빛이너무강하여시료를관찰하기어려운경우가있다. 이경우, 즉 빛의 강도를 낮춰야 할 경우에는 중립 도 필터(neutral density filter)를 사용하여 빛의 강도를 약하게 하여관찰한다. 올림푸스 CH-2(그림 1.2) 모델에서는 따로 이 필터를 광원 위에 올려놓아 사용한다. 대부분의 현미경에서는 이필터가장착되어있다. 일부모델에는전압조절기와조리개로빛의세기를조절한다.

이 경우 조리개를 먼저 사용하여 빛의 세기를 조절하고 그다음에전압조절기로빛의세기를조절한다.

렌즈 시스템(lens systems) 모든현미경은 3개의렌즈시스템 즉, 접안렌즈(Ocular), 대물렌즈(Objective)와 콘덴서(Condenser)로 구성되어 있다. 빛은 렌즈를 통과하면서 굴절하고이과정에서파장에따라굴절각도가달라지는무지개현상이 나타난다. 이를 색수차라고 하며, 이 색수차 때문에 해상력이 떨어진다. 따라서 현미경의 대물, 접안렌즈와 콘덴서는이색수차를없애기위하여몇개의오목·볼록렌즈로구성되어 있다. 특히 색을 관찰하는 형광현미경의 대물렌즈에는 이

B M - 2

그림 1.2 현미경의 각 구성 및 명칭

초점보정링diopter adjustment ring

노즈피스nosepiece

대물렌즈objective

재물대stage

콘덴서condenser

광원illuminator

바닥몸통base

전원스위치on/off switch

접안렌즈 oculars(eyepieces)

회전접안렌즈대rotatable head

고정나사lock screw

손잡이 arm

재물대 톱니mechanical stage

조동조절나사coarse adjustment knob

미동조절나사fine adjustment knob

재물대조절톱니나사mechanical stage control

전압조절기voltage regulator

Page 5: JDSPTDPQZmsk.or.kr/msk/img/micro_lab_1p.pdf · û 0 3 ¹ achromatic lens ×apochromat lens 3 Þ È Ð D À > é Ô 8 ³ 8 û S 5 t, & · À ² ( û 0 3 ¹ ê É 3

색수차를 없앤 achromatic lens 또는 apochromat lens를 사용하여야원래의색에가까운 상을얻을수있으며, 암시야현미경에서도 색수차를 없앤 렌즈를 사용하여야 해상력이 좋아진다.

접안렌즈(ocular 또는 eyepiece)는 눈과 가장 가까운 렌즈 시스템이다. 렌즈가하나인것과양쪽의눈으로볼수있도록 2개의 대안렌즈로 구성된 것이 있다. 렌즈가 하나인 경우에는 한눈으로는 현미경의 상을 보고 다른 한눈으로는 그림으로 표현하는 훈련을 받으면 정확하게 그림을 그릴 수 있다. 두개의 대안렌즈가설치된경우관찰자의두눈이초점거리가서로다르므로보정하는장치가있다. 또, 두눈사이의거리가사람마다다르므로 이 거리를 보정하는 장치도 있다. 대개의 경우 ×10

배율의 대안렌즈를 사용하며, 특수한 경우 ×5와 ×15의 배율을사용한다.

대물렌즈(objectives)는배율이다른 3~4개가노즈피스(nose

piece)에 부착되어 있으며 빙 빙 돌아가도록 되어 있다. 실험이끝난후에는항상가장낮은배율의대안렌즈가정위치에

놓여있어야한다. 대물렌즈들은배율은다르지만축은항상일치 하도록 만들어 졌으며, 초점거리도 비슷하게 되어있다. 즉,

저배율로초점을맞춘후에고배율의대안렌즈로볼경우초점거리는약간이동하면맞춰진다. 흔히사용되는대물렌즈의배율은 10×, 40×와 100×이며 4×도 사용된다. 100×는 오일(immersion oil)을사용하여시료를관찰한다.

마지막 렌즈 시스템은 콘덴서이다. 콘덴서는 재물대 밑에 붙어있으며광원으로부터나온빛을모으고광도를조절하는역할을 한다. 이 콘덴서는 상하로 이동이 가능하며 조리개가 붙어있어광도를조절한다. 그림 1.3은광원으로부터나온빛이콘덴서, 대물렌즈와대안렌즈를거쳐우리의눈에상이맺히는과정을보여준다.

초점조절나사(focusing knobs) 현미경의 기능을 확인하는가장중요한부품이다. 대물렌즈와시료간의거리를조절하는 나사로 조동 조절 나사(coarse adjustment knob)와 미동 조절나사(fine adjustment knob)로구성되어있다. 조동조절나사는 저배율로 관찰할 때에 초점을 찾기 위하여 사용하고, 미동조절나사는정확한초점을찾을때에사용한다.

접안렌즈 정렬(Ocular adjustments) 접안렌즈가 두개로구성된경우, 반드시두개의렌즈사이의거리를맞추고두눈의 굴절률이 다른 것을 보정하여야 한다. 접안렌즈가 붙어 있는 패널을 좌우로 당기거나 면서 두 눈 거리에 맞도록 접안렌즈의 위치를 조절한다. 시료에 초점을 맞추면 두 눈의 굴절률 차이를 보정하여야한다. 그 방법은 다음과 같다. 먼저 오른쪽의 렌즈에 초점을 맞추도록 조동 조절 나사와 미동 조절 나사를조절한다. 그다음왼쪽접안렌즈에붙어있는굴절률조절나사(diopter adjustment ring)를돌려가며초점을맞춘다(그림 1.2 참조). 이렇게조절하면두눈으로명확한상을얻을수있다.

해상력

현미경에서배율은대물렌즈와접안렌즈의배율의곱이다. 즉,

대물렌즈가 100×이고, 접안렌즈가 10×이면 눈에 맺히는 상은 1,000×이다. 배율과 다른 개념으로 해상도(resolution)가있다. 떨어져있는두점을구분하는것이해상도또는해상력(resolving power)이다. 구분이가능한두점간의거리가짧을수록해상력이높다고한다. 해상력은다음의수식에의한다.

d = 0.5�/NA

( d = 해상력으로구분되는두점의거리,

B M - 3

그림 1.3 현미경에서 빛이 이동하는 경로

Page 6: JDSPTDPQZmsk.or.kr/msk/img/micro_lab_1p.pdf · û 0 3 ¹ achromatic lens ×apochromat lens 3 Þ È Ð D À > é Ô 8 ³ 8 û S 5 t, & · À ² ( û 0 3 ¹ ê É 3

�= 빛의파장,

NA = 개구수치(numerical aperture) )

즉 d 값이크면해상력이나쁜것이고, d 값이작으면해상력이좋은 것이다. 따라서 해상력이 좋으려면 �값이 작던지, NA값이 커야 한다. �는 빛의 파장이므로 파장이 짧은 푸른색을 사용하면 되고, 이 이유로 콘덴서에 푸른색 필터를 사용하는 것이다. NA는 개구 수치라 하여 렌즈로 들어오는 빛의 각도와렌즈와 시료 사이의 매질(대부분의 경우 공기)에 의하여 결정된다. 이 NA값은 각 대물렌즈에 표시되어 있다. 렌즈의 직경이크면클수록렌즈로들어오는광량이많아져해상력이좋아진다. NA값이 클수록 좋은 렌즈이며 해상력이 좋다. 또 대물렌즈에서 긴 파장의 빛을 제거하면서 해상력을 높일 수 있고,

achromat, apochromat 렌즈가 이런 종류이다. 형광현미경에사용하는 대물렌즈는 반드시 이런 종류의 대물렌즈를 사용하여야한다.

NA값을결정하는것중렌즈와시료사이의매질이있다. 대부분은공기이지만, 물또는오일을사용할경우 NA값이커지게된다. 그림 1.4는콘덴서에서올라오는빛이슬라이드 라스(유리)를 거쳐 공기 중으로 전달되면서 잃어버리는 빛을 나타내었다. 이잃어버리는빛의양을줄이려면렌즈직경이크면가능하나무한정커질수없는한계가있다. 또다른방법은빛이렌즈로모이도록다른매질을사용하는것이다.

100×렌즈에서 이머젼 오일(immersion oil) 을 사용하는 것은 바로 이 NA값을 증가시키기 위하여 이며, 이 원리에 따라이머젼 오일을 40×렌즈에 사용하면 더 좋은 해상력을 얻을수있다. 또이머젼오일대신물을사용하여도좋은해상력을얻을수있으나, 관리를잘못할경우현미경을훼손할수있어주의하여야 한다. 일반적인 광학현미경에서 해상도는 약0.2�m이다. 즉, 0.2�m보다 가까운 두 점은 하나로 보인다는

것이다. 배양된 세균의 크기는 1�m 정도이므로 쉽게 관찰 할수있으나, 내부세포기관은구분하기가어렵다.

해상력을 높이려면 다음과 같은 방법으로 현미경을 사용하면된다.

푸른색 필터(blue filter)를 사용하여 콘덴서에서 나오는 빛의파장을짧게한다.

가능한한콘덴서를위로올려대물렌즈로들어오는빛의양을늘려준다.

조리개를 가급적 닫지 않는다. 조리개를 닫으면 음 대비(contrast)가잘나타나나, 해상력은떨어진다.

이머젼오일(immersion oil) 을사용한다. 특히 100×에서는필수적이다.

해상력과 배율은 다른 것이다. 따라서 접안렌즈를 20×으로바꾼다고해상력은높아지지않고다만명확하지않은상이커보일뿐이다.

렌즈관리

렌즈는 항상 청결한 상태로 관리하여야 한다. 렌즈에 먼지, 오일 등 오염물질이 묻어 있으면 원하는 해상력을 얻을 수 없다.

렌즈관리에필요한물품과관리방법은다음과같다.

렌즈 페이퍼(cleaning tissues) 광학적으로안정적이라고인정된제품만사용하여야한다. 렌즈를닦는데사용되는종이는보푸라기등먼지가발생하지않는것을사용한다. 렌즈페이퍼는렌즈를닦을때만사용하는것이아니고렌즈를현미경

B M - 4

그림 1.4 이머젼 오일을 사용하는 경우 잃어버리는 빛이 적어 해상력을 좋게 한다.

대물렌즈 objective lens

렌즈로 들어오는 빛

시료specimen

콘덴서 렌즈condenser lens

굴절로 잃어버리는 빛

공기 air

그림 1.5 접안렌즈를 떼어낸 경우 반드시 렌즈 구멍을 렌즈 페이퍼로 막아먼지가 안 들어가게 하여야한다. 에어브러시나 고압가스로 렌즈를 청소한다.

렌즈 페이퍼 lens paper

Page 7: JDSPTDPQZmsk.or.kr/msk/img/micro_lab_1p.pdf · û 0 3 ¹ achromatic lens ×apochromat lens 3 Þ È Ð D À > é Ô 8 ³ 8 û S 5 t, & · À ² ( û 0 3 ¹ ê É 3

본체에서분리한경우, 먼지의유입을막는방법으로도사용된다(그림 1.5). 흔히사무실에서 사용하는화장지나미용티슈는보푸라기가많이발생하여현미경관리에는부적절하다.

유기용매(solvents) 현미경 렌즈를 세척할 때에 사용되는유기용매에는 알코올, 자일렌(xylene), 아세톤(acetone)이 있다. 이 중 아세톤은 강력한 용매로 렌즈를 보존하는 코팅막이제거될수있어특수한경우에만사용하여야한다.

접안렌즈 접안렌즈가 더러워졌는지는 현미경을 볼 때에 렌즈를 빙빙 돌리면서 관찰하면 된다. 렌즈가 더러워졌으면, 그얼룩이 움직이므로 더러워졌음을 알 수 있다. 또 접안렌즈의위를닦았는데도얼룩이남아있으면렌즈의아래쪽이더러워진 것이다. 이때에는 에어브러시로 가볍게 털어내는 것이 좋다. 접안렌즈를떼어낼경우반드시렌즈구멍은렌즈페이퍼로막아놓아먼지가들어가지못하도록하여야한다(그림 1.5).

대물렌즈 대물렌즈는손과시료로부터오물이잘묻는다. 또이머젼 오일을 사용할 경우, 반드시 닦아 놓아야 한다. 앞에서언급한유기용매를렌즈페이퍼나면봉으로닦아주면된다.

콘덴서 콘덴서에는먼지가잘쌓인다. 에어브러시와렌즈페이퍼를자주닦아주어야한다.

실험방법

현미경에는대개 3개의대물렌즈가장착되어있다. 즉, 10×짜리의 저배율, 40×짜리 건조-고배율(high-dry), 100×짜리의오일-고배율(oil-immersion) 렌즈가 일반적으로 사용되는 렌즈이다. 현미경의배율은대물렌즈의배율과접안렌즈의배율을 곱하여 얻은 값이다. 관찰에 필요한 배율은 시료의 종류에따라 선택한다. 일반적인 현미경 관찰 방법은 저배율로 먼저초점을 맞추고 점차 고배율로 대물렌즈를 바꾸면서 관찰하는것이다.

다음의실험과정에따라현미경을정리하고사용하도록한다.

저배율(10X) 사용 시료를볼때가장먼저사용하는것이바로 이 배율이다. 저배율이므로 슬라이드의 큰 부분이 보이고초점 맞추기도 쉽다. 그리고 어느 부분을 볼 것인가도 확인이된다. 그다음고배율로관찰이가능하다.

1. 현미경의 재물대에 시료가 들어있는 슬라이드 라스를 올려놓는다. 반드시시료가위로향하여야한다. 그림 1.6은슬라이드 라스를설치하는그림이다.

2. 광원의 전원을 켠다. 이 때 전압은 반드시 최저 상태이어야한다. 전압이 높은 상태로 되어 있으면 램프의 수명이 짧아진다. 슬라이드 라스를광원의중심에놓도록이동한다.

3. 콘덴서를가장높은위치로이동한다.

4. 10×의대물렌즈를정위치에있는가를확인한다.

5. 조동 조절 나사를 돌려 대물렌즈와 시료를 가장 가까운 위치에놓도록조절한다.

6. 미동조절나사를이용하여대물렌즈를시료반대쪽으로움직여초점을맞추고보고자하는부분으로슬라이드 라스를이동한다. 5번과 6번은반드시지켜야한다. 눈이렌즈에닿아 있어 시료와 대물렌즈의 거리를 확인할 수가 없다. 만일대물렌즈와시료가떨어진상태에서서로가깝게되도록나사를 돌리면 렌즈와 슬라이드 라스가 충돌하면서 렌즈에흠집을남길수있다.

7. 초점이맞춰지면광원의조리개와전압, 콘덴서의위치와조리개를조절하여깨끗하고명확한상을얻도록한다. 광량을줄이면 음 대비(contrast)가 명확하게 되고 심도(depth of

field)가 커져 좋은 상을 얻을 수 있다. 그러나 해상력은 떨어지므로광량을잘조정하여야한다.

8. 슬라이드 라스를움직여가장좋은상을찾는다.

9. 접안렌즈의청결을다시확인한다.

10. 배율을 높일 때에는 40×짜리 그 다음에 100×렌즈로 바꾼다.

건조-고배율 실험(40X) 고배율을 보고자 할 때 사용한다.

10×로 초점을 맞춘 후에 40×렌즈로 돌려 상을 찾는다. 대개의경우미동나사를약간움직이면초점이맞게되어있다. 따라서조동조절나사는절대로사용하지않아야한다.

대물렌즈들은 배율이 달라도 초점거리는 같도록 되어있다.

이를 공초점거리(parfocal) 이라 한다. 즉, 저배율로 맞춘 초점거리는 고배율에서도 같은 위치가 된다. 배율이 높아진 만큼렌즈로들어오는빛의양은줄어들게되므로콘덴서를조절하

B M - 5

그림 1.6 스테이지(stage)에 슬라이드 라스를 고정할 때에 클립을 오른쪽으로 당겨 고정한다.

Page 8: JDSPTDPQZmsk.or.kr/msk/img/micro_lab_1p.pdf · û 0 3 ¹ achromatic lens ×apochromat lens 3 Þ È Ð D À > é Ô 8 ³ 8 û S 5 t, & · À ² ( û 0 3 ¹ ê É 3

여광량을늘려야한다. 이경우먼저조리개를더열고그다음에 전압을 올려 광량을 높이는 것이 순서이다. 램프의 수명은저전압에서더오래가므로가능한한저전압에서램프를사용하는 습관을 가져야 한다. 조리개를 활짝 열어도 빛이 강하지않으면 전압을 올려 원하는 빛의 세기로 시료를 관찰한다. 이때에 해상력을 높이기 위하여 콘덴서(condenser)를 가장 높은곳으로올려놓아사용한다.

이머젼 오일 실험(100X) 오일-고배율렌즈는이머젼오일을사용하는 렌즈이다. 오일을 사용하는 목적은 앞에서 설명한대로 광량을 최대한 확보하여 해상력을 높이려는 것이다(그림1.4 참조). 이대물렌즈도공초점거리(parfocal) 때문에모든렌즈의 초점거리가 같으므로 저배율에서 고배율로 렌즈를 바꿀때 따로 초점거리를 맞추지 않아도 원하는 상을 얻을 수 있다.

저배율(10×) 또는 건조-고배율(40×)에서 100×렌즈로 바꿀때 시료에 이머젼 오일(immersion oil) 몇 방울을 떨어뜨리고,

100×렌즈를오일속에담근다. 혹렌즈가시료를건드리지않을까하는우려는하지않아도된다. 즉, 공초점때문에저배율에서 초점이 맞았다면 100×렌즈에서도 이머젼 오일을 사용하여도 초점거리가 같으므로 렌즈가 시료나 슬라이드 라스에 접촉할수없기때문이다.

이때에 콘덴서 조리개를 최대한 열어 해상력을 좋게 하여야하며, 같은이유로콘덴서는가장높은위치로올려야한다. 콘덴서 필터가 여러 개일 경우에는 파장이 짧은 푸른색(Blue)과초록색(Green) 필터를 사용한다. 100×렌즈는 세균관찰에 빈번하게사용되므로사용법을정확히알아야한다.

렌즈배율에 따라 대물렌즈의 이동거리가 달라진다. 즉, 10×렌즈는 7.7mm 이동하지만, 100×렌즈는 0.12 mm 만 이동하게된다(표 1.1). 따라서 100×렌즈는이동거리가짧으므로초점을맞출때에슬라이드 라스와충돌할가능성이높으므로주의하여야 한다. 마지막으로 꼭 하여야 할 일은 실험이 끝나면반드시렌즈페이퍼로이머젼오일을제거하고깨끗하게정리하여야한다.

현미경정리

사용한현미경정리는현미경의기능을유지하는중요한과정이다. 실험은현미경을정리하고보관함에넣는것으로종료된다. 다음사람이바로사용할수있도록깨끗하게정리해놓아야한다. 실험이끝나면다음을점검한다.

1. 재물대에서슬라이드 라스를빼낸다.

2. 이머젼 오일을 사용한 경우, 반드시 렌즈와 재물대에 묻은오일을 깨끗하게 닦아야 한다. 오일이 묻은 슬라이드 라스는그대로보관하여도된다.

3. 10×대물렌즈를정위치한다.

4. 현미경 높이를 원래의 위치로 한다(모델에 따라 높이를 조절할수있다).

5. 광원램프가이동가능한모델인경우램프를가장높은위치에놓는다.

6. 전기코드를잘접어바닥몸통근처에놓는다.

7. 재물대를가운데에오도록놓는다.

8. 먼지덮개를덮는다.

9. 별도의전압기가있는경우분리하여지정된위치에놓는다.

10. 전해진보관함에넣는다.

실험 보고서

실험 보고서 1을 광학 현미경 실습 전에 작성하여 제출한다.

이과정을통하여현미경의구조와작동에대한이해를충분히하고실험에임할수있다. 담당교수는현미경실험시작전에이리포트를거두어가도록한다.

B M - 6

표 1.1 배율에 따른 대물렌즈의 이동거리

저배율 10× 16.0 7.7

고배율-건조 40× 4.0 0.3

이머젼오일사용 100× 1.8 0.12

렌즈 배율촛점거리 렌즈 이동거리

(mm) (mm)

Page 9: JDSPTDPQZmsk.or.kr/msk/img/micro_lab_1p.pdf · û 0 3 ¹ achromatic lens ×apochromat lens 3 Þ È Ð D À > é Ô 8 ³ 8 û S 5 t, & · À ² ( û 0 3 ¹ ê É 3

A. 다음 물음에 답하라.

1. 현미경운반할때에두손의위치를설명하라.

2. 광학현미경과눈의해상도한계를설명하라.

3. (a)콘덴서에서광량을조절하는방법에는무엇이있는가? (b)그리고이조절방법들이상에미치는 향을설명하라.

4. 콘덴서에서전압조절보다조리개조절과위치조절을먼저하는이유는?

5. 100×대물렌즈를사용할때에해상력을좋게하기위한 4가지방법을설명하라.

6. 시료를관찰할때에 10×대물렌즈부터사용하여야하는이유를설명하라.

7. 100×대물렌즈에만이머젼오일을사용하는이유는?

8. 대물렌즈의이동거리와배율과의관계를설명하라.

B. 대응형 문제

다음 물음에 맞는 현미경 구성품(콘덴서, 건조-고배율 대안렌즈, 저배율 렌즈, 접안렌즈, 이머젼오일)을짝지어라.

1. 가장큰해상력을제공하는렌즈는?

2. 두번째로큰해상력을제공하는렌즈는?

3. 가장낮은해상력을제공하는렌즈는?

4. 이동거리가가장짧은렌즈는?

5. 조동조절나사로초점을맞추는렌즈는?

6. 슬라이드 라스위의시료에빛을모아주는렌즈는?

7. 눈에가장가까운렌즈로어느현미경모델에서는두개의렌즈로구성되어있다.

이렌즈는?

B M - 7

실험 보고서

1이름

날짜

대응형

1.

2.

3.

4.

Page 10: JDSPTDPQZmsk.or.kr/msk/img/micro_lab_1p.pdf · û 0 3 ¹ achromatic lens ×apochromat lens 3 Þ È Ð D À > é Ô 8 ³ 8 û S 5 t, & · À ² ( û 0 3 ¹ ê É 3

8. 굴절률조절(diopter adjustment)이필요한렌즈는?

9. 통과하는빛은조리개로조절할수있는렌즈는?

C. 참-거짓 문제

1. 아세톤은대물렌즈닦기에적합한물질이다.

2. 보푸라기가없는광학적으로안전한종이만렌즈를닦을때에사용하여야한다.

3. 현미경의배율은렌즈시스템의배율에의하여결정된다.

4. 조동조절나사는모든렌즈로초점을맞출때에사용할수있다.

5. 저배율로 초점을 맞춘 후에는 고배율 렌즈로 교체할 경우에 슬라이드 라스에렌즈가충돌하지않는다.

D. 선택형 문제

가장알맞은답을고르시오.

1. 현미경의해상력은다음무엇에의하여결정되는가?

a. 렌즈의배율b. 렌즈의개구수치c. 빛의파장d. a와 b

e. b와 c

2. 조동조절나사와미동조절나사의이동거리는a. 대물렌즈와접안렌즈의거리b. 정안렌즈사이의거리c. 접안렌즈와눈까지의거리d. 재물대와콘덴서까지의거리e. 재물대와대물렌즈까지의거리

3. 현미경에서배율이높아져도초점거리가일정한현상을무엇이라고하는가?

a. 양안현미경 (binocular)

b. 근시(myopic)

c. 공초점(parfocal)

d. 반사광(refractive)

e. 해상력(resolute)

4. 접안렌즈로 10×렌즈를, 대물렌즈로 100×렌즈를 사용할 경우이 현미경의배율은?

a. 10×b. 100×c. 200×d. 1000×e. 2000×

5. 낮은배율에서상의명암대비(image contrast)를높이는방법은?

a. 조리개를닫는다.

B M - 8

5.

6.

7.

8.

9.

참-거짓

1.

2.

3.

4.

5.

선택형

1.

2.

3.

4.

5.

Page 11: JDSPTDPQZmsk.or.kr/msk/img/micro_lab_1p.pdf · û 0 3 ¹ achromatic lens ×apochromat lens 3 Þ È Ð D À > é Ô 8 ³ 8 û S 5 t, & · À ² ( û 0 3 ¹ ê É 3

b. 한눈으로만관찰한다.

c. 조리개를연다.

d. 슬라이드 라스에오일을떨어뜨린다.

e. 푸른색필터를사용한다.

6. 100×렌즈를교체하기전에반드시하여야할일은다음중무엇인가?

a. 저배율렌즈에서관찰하고자하는부분을중앙에놓는다.

b. 조동조절나사를사용하여재물대를내려놓는다.

c. 슬라이드 라스에오일을떨어뜨린다.

d. a와 c

e. 모두옳음

B M - 9

6.