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.
현미경(Microscopy)
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1
광학현미경은 가장 기본적인 현미경으로 시료를 통과한 빛을 바로 보는 형태이다. 광학현미경은 생물학, 미생물학을 전공하 는 학생들이 가장 처음 다루는 광학기기이다. 모든 광학 현미 경은 공통점이 있으나, 기계적 구조와 작동의 차이로 다양한 형태의 광학현미경이 있다. 이 차이점과 같은 점은 앞으로 실 험과정을 통하여 배울 것이며, 학생들은 자기의 목적에 맞는 현미경을 다룰 수 있게 된다. 현미경이 사용되는 첫 실험시간 전에 이 실험과정을 잘 이해하고 반드시 실험 리포트의 문제에 답하는 등 실험 리포트를 작성하여 실험시간 시작 전에 담당교 수에게 제출하도록 한다.
사용상 주의 할 점
현미경은 매우 민감한 기기이므로 조심하여 다루어야 한다. 현 미경은 매우 민감한 기기이므로 보관, 운반 때에 훼손되지 않 도록 주의하여야 한다.
운반할 때 현미경을 운반할 때에는 그림 1.1과 같이 반드시 양손을 사용하여야 한다. 오른손으로는 현미경의 손잡이(arm) 를 단단히 잡고 왼손으로는 몸통 바닥(base)을 단단하게 받들 어 주어야 한다. 한손으로 들고 가면 현미경이 흔들리면서 렌 즈 등 부착된 것들이 떨어질 수 있으며, 본체가 다른 물체에 부 딪혀 훼손될 수가 있다. 현미경 운반도 실습시간에 포함되는 것이므로 반드시 현미경 운반 과정이 끝난 후 실습시간이 종료 가 된다. 현미경은 한 번에 한 개만 운반하여야 하며, 두 개의 운반은 금물이며, 가방이나 기타 현미경 부속품과 함께 운반하 는 것도 금물이다. 현미경 운반 자세를 보면 제대로 미생물학 적 실습을 받았는지를 알 수 있다.
설치장소 현미경을 관찰하는 곳은 책 등 다른 물건이 없는 상태여야 한다. 깨끗한 상태일 경우에 좋은 결과를 얻을 수 있 다.
전기선(Electric cord) 전원을 연결하는 전기선은 손과 발 에 잘 걸린다. 특히 발에 걸릴 경우, 현미경이 관찰 대에서 바 닥으로 떨어지는 경우가 많다. 따라서 전기선이 발에 걸리지
않도록 정리하여야 한다.
렌즈관리 현미경에서 가장 중요한 부분이 바로 이 렌즈이다.
고배율의 렌즈에는 이머젼 오일(immersion oil)을 사용하는데 사용 후에는 반드시 이 오일을 제거 하여야 한다. 렌즈 관리는 매우 중요하므로 뒤에서 따로 설명한다.
먼지 방어 현미경은 정밀기기이며 고배율로 확대하여 보는 기기이므로 먼지는 깨끗한 상을 얻는 데에 방해가 된다. 사용 이 끝나고 보관 중일 때에는 항상 먼지 덮개로 덮어서 보관하 여야 한다. 현미경 보관은 생물학자, 미생물학자가 반드시 지 켜야 할 기본적인 사항이다.
현미경의 구성
현미경을 사용하기 전에 그림 1.2 에 나타난 현미경의 구조와 구성을 확실하게 이해하여야한다.
광학현미경(Brightfield Microscopy) 1
E X E R C I S E
그림 1.1 현미경을 움직일 때에는 반드시 두 손으로 단단하게 잡고 운반하 여야한다.
현미경 구조(framework) 모든 현미경은 손잡이(arm)와 바 닥 몸통(base)으로 구성되어 있고, 다른 구성물들이 붙어있는 형태이다.
재물대(stage) 시료인 슬라이드 글라스(slide glass)를 고정 하는 장치로 스테이지라고도 한다. 슬라이드 글라스를 고정하 는 장치로는 단순하게 핀으로 고정하는 것과 전·후, 좌·우로 움직이는 톱니가 작동하는 것이 있다. 후자의 경우 좋은 상 (image)을 얻은 경우, 톱니의 위치를 적어놓으면 나중에 다시 그 자리를 찾기 쉽다.
광원(light source) 현미경은 시료를 통과한 빛이 렌즈를 통하여 상이 맺히는 것을 관찰하는 기기이다. 초기 현미경은 평면거울 또는 오목거울로 빛을 모아 투과시키기도 하였다. 근 래에 사용하는 현미경은 전구(lamp)를 사용하며, 이 전구의 밝 기는 전압조절기(voltage control)로 조절된다. 그림 1.2 의 현 미경 그림 중 오른 쪽 아래에 있는 조절 나사가 전압 조절기이 다. 이 전압 조절기로 가장 낮은 빛을 광원으로 사용할 경우에
도, 빛이 너무 강하여 시료를 관찰하기 어려운 경우가 있다. 이 경우, 즉 빛의 강도를 낮춰야 할 경우에는 중립 밀도 필터 (neutral density filter)를 사용하여 빛의 강도를 약하게 하여 관찰한다. 올림푸스 CH-2(그림 1.2) 모델에서는 따로 이 필터 를 광원 위에 올려놓아 사용한다. 대부분의 현미경에서는 이 필터가 장착되어 있다. 일부 모델에는 전압 조절기와 조리개로 빛의 세기를 조절한다.
이 경우 조리개를 먼저 사용하여 빛의 세기를 조절하고 그 다음에 전압 조절기로 빛의 세기를 조절한다.
렌즈 시스템(lens systems) 모든 현미경은 3개의 렌즈 시 스템 즉, 접안렌즈(Ocular), 대물렌즈(Objective)와 콘덴서 (Condenser)로 구성되어 있다. 빛은 렌즈를 통과하면서 굴절 하고 이 과정에서 파장에 따라 굴절각도가 달라지는 무지개 현 상이 나타난다. 이를 색수차라고 하며, 이 색수차 때문에 해상 력이 떨어진다. 따라서 현미경의 대물, 접안렌즈와 콘덴서는 이 색수차를 없애기 위하여 몇 개의 오목·볼록렌즈로 구성되 어 있다. 특히 색을 관찰하는 형광현미경의 대물렌즈에는 이
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그림 1.2 현미경의 각 구성 및 명칭
초점보정링 diopter adjustment ring
노즈피스 nosepiece
대물렌즈 objective
재물대 stage
콘덴서 condenser
광원 illuminator
바닥몸통 base
전원스위치 on/off switch
접안렌즈 oculars(eyepieces)
회전접안렌즈대 rotatable head
고정나사 lock screw 손잡이arm
재물대 톱니 mechanical stage
조동조절나사
coarse adjustment knob
미동조절나사 fine adjustment knob
재물대조절톱니나사 mechanical stage control
전압조절기 voltage regulator
색수차를 없앤 achromatic lens 또는 apochromat lens를 사용 하여야 원래의 색에 가까운 영상을 얻을 수 있으며, 암시야 현 미경에서도 색수차를 없앤 렌즈를 사용하여야 해상력이 좋아 진다.
접안렌즈(ocular 또는 eyepiece)는 눈과 가장 가까운 렌즈 시 스템이다. 렌즈가 하나인 것과 양쪽의 눈으로 볼 수 있도록 2개 의 대안렌즈로 구성된 것이 있다. 렌즈가 하나인 경우에는 한 눈으로는 현미경의 상을 보고 다른 한눈으로는 그림으로 표현 하는 훈련을 받으면 정확하게 그림을 그릴 수 있다. 두개의 대 안렌즈가 설치된 경우 관찰자의 두 눈이 초점거리가 서로 다르 므로 보정하는 장치가 있다. 또, 두 눈 사이의 거리가 사람마다 다르므로 이 거리를 보정하는 장치도 있다. 대개의 경우 ×10 배율의 대안렌즈를 사용하며, 특수한 경우 ×5와 ×15의 배율 을 사용한다.
대물렌즈(objectives)는 배율이 다른 3~4개가 노즈피스(nose piece)에 부착되어 있으며 빙글빙글 돌아가도록 되어 있다. 실 험이 끝난 후에는 항상 가장 낮은 배율의 대안렌즈가 정위치에
놓여 있어야한다. 대물렌즈들은 배율은 다르지만 축은 항상 일 치 하도록 만들어 졌으며, 초점거리도 비슷하게 되어있다. 즉, 저배율로 초점을 맞춘 후에 고배율의 대안렌즈로 볼 경우 초점 거리는 약간 이동하면 맞춰진다. 흔히 사용되는 대물렌즈의 배 율은 10×, 40×와 100×이며 4×도 사용된다. 100×는 오일 (immersion oil)을 사용하여 시료를 관찰한다.
마지막 렌즈 시스템은 콘덴서이다. 콘덴서는 재물대 밑에 붙 어 있으며 광원으로부터 나온 빛을 모으고 광도를 조절하는 역 할을 한다. 이 콘덴서는 상하로 이동이 가능하며 조리개가 붙 어 있어 광도를 조절한다. 그림 1.3은 광원으로부터 나온 빛이 콘덴서, 대물렌즈와 대안렌즈를 거쳐 우리의 눈에 상이 맺히는 과정을 보여준다.
초점조절나사(focusing knobs) 현미경의 기능을 확인하 는 가장 중요한 부품이다. 대물렌즈와 시료간의 거리를 조절하 는 나사로 조동 조절 나사(coarse adjustment knob)와 미동 조 절 나사(fine adjustment knob)로 구성되어 있다. 조동 조절 나 사는 저배율로 관찰할 때에 초점을 찾기 위하여 사용하고, 미 동 조절 나사는 정확한 초점을 찾을 때에 사용한다.
접안렌즈 정렬(Ocular adjustments) 접안렌즈가 두개로 구성된 경우, 반드시 두개의 렌즈 사이의 거리를 맞추고 두 눈 의 굴절률이 다른 것을 보정하여야 한다. 접안렌즈가 붙어 있 는 패널을 좌우로 당기거나 밀면서 두 눈 거리에 맞도록 접안 렌즈의 위치를 조절한다. 시료에 초점을 맞추면 두 눈의 굴절 률 차이를 보정하여야한다. 그 방법은 다음과 같다. 먼저 오른 쪽의 렌즈에 초점을 맞추도록 조동 조절 나사와 미동 조절 나 사를 조절한다. 그 다음 왼쪽 접안렌즈에 붙어 있는 굴절률 조 절나사(diopter adjustment ring)를 돌려가며 초점을 맞춘다(그 림 1.2 참조). 이렇게 조절하면 두 눈으로 명확한 상을 얻을 수 있다.
해상력
현미경에서 배율은 대물렌즈와 접안렌즈의 배율의 곱이다. 즉, 대물렌즈가 100×이고, 접안렌즈가 10×이면 눈에 맺히는 상 은 1,000×이다. 배율과 다른 개념으로 해상도(resolution)가 있다. 떨어져 있는 두 점을 구분하는 것이 해상도 또는 해상력 (resolving power)이다. 구분이 가능한 두 점 간의 거리가 짧을 수록 해상력이 높다고 한다. 해상력은 다음의 수식에 의한다.
d = 0.5
/NA( d = 해상력으로 구분되는 두 점의 거리,
그림 1.3 현미경에서 빛이 이동하는 경로
= 빛의 파장,
NA = 개구수치(numerical aperture) )
즉 d 값이 크면 해상력이 나쁜 것이고, d 값이 작으면 해상력이 좋은 것이다. 따라서 해상력이 좋으려면값이 작던지, NA값 이 커야 한다. 는 빛의 파장이므로 파장이 짧은 푸른색을 사 용하면 되고, 이 이유로 콘덴서에 푸른색 필터를 사용하는 것 이다. NA는 개구 수치라 하여 렌즈로 들어오는 빛의 각도와 렌즈와 시료 사이의 매질(대부분의 경우 공기)에 의하여 결정 된다. 이 NA값은 각 대물렌즈에 표시되어 있다. 렌즈의 직경 이 크면 클수록 렌즈로 들어오는 광량이 많아져 해상력이 좋아 진다. NA값이 클수록 좋은 렌즈이며 해상력이 좋다. 또 대물 렌즈에서 긴 파장의 빛을 제거하면서 해상력을 높일 수 있고, achromat, apochromat 렌즈가 이런 종류이다. 형광현미경에 사용하는 대물렌즈는 반드시 이런 종류의 대물렌즈를 사용하 여야 한다.
NA값을 결정하는 것 중 렌즈와 시료사이의 매질이 있다. 대 부분은 공기이지만, 물 또는 오일을 사용할 경우 NA값이 커지 게 된다. 그림 1.4는 콘덴서에서 올라오는 빛이 슬라이드 글라 스(유리)를 거쳐 공기 중으로 전달되면서 잃어버리는 빛을 나 타내었다. 이 잃어버리는 빛의 양을 줄이려면 렌즈직경이 크면 가능하나 무한정 커질 수 없는 한계가 있다. 또 다른 방법은 빛 이 렌즈로 모이도록 다른 매질을 사용하는 것이다.
100×렌즈에서 이머젼 오일(immersion oil) 을 사용하는 것 은 바로 이 NA값을 증가시키기 위하여 이며, 이 원리에 따라 이머젼 오일을 40×렌즈에 사용하면 더 좋은 해상력을 얻을 수 있다. 또 이머젼 오일 대신 물을 사용하여도 좋은 해상력을 얻을 수 있으나, 관리를 잘못할 경우 현미경을 훼손할 수 있어 주의하여야 한다. 일반적인 광학현미경에서 해상도는 약 0.2m이다. 즉, 0.2m보다 가까운 두 점은 하나로 보인다는
것이다. 배양된 세균의 크기는 1m 정도이므로 쉽게 관찰 할 수 있으나, 내부세포기관은 구분하기가 어렵다.
해상력을 높이려면 다음과 같은 방법으로 현미경을 사용하 면 된다.
푸른색 필터(blue filter)를 사용하여 콘덴서에서 나오는 빛 의 파장을 짧게 한다.
가능한 한 콘덴서를 위로 올려 대물렌즈로 들어오는 빛의 양 을 늘려준다.
조리개를 가급적 닫지 않는다. 조리개를 닫으면 음영대비 (contrast)가 잘 나타나나, 해상력은 떨어진다.
이머젼 오일(immersion oil) 을 사용한다. 특히 100×에서는 필수적이다.
해상력과 배율은 다른 것이다. 따라서 접안렌즈를 20×으로 바꾼다고 해상력은 높아지지 않고 다만 명확하지 않은 상이 커 보일 뿐이다.
렌즈관리
렌즈는 항상 청결한 상태로 관리하여야 한다. 렌즈에 먼지, 오 일 등 오염물질이 묻어 있으면 원하는 해상력을 얻을 수 없다.
렌즈관리에 필요한 물품과 관리 방법은 다음과 같다.
렌즈 페이퍼(cleaning tissues) 광학적으로 안정적이라고 인정된 제품만 사용하여야 한다. 렌즈를 닦는데 사용되는 종이 는 보푸라기 등 먼지가 발생하지 않는 것을 사용한다. 렌즈 페 이퍼는 렌즈를 닦을 때만 사용하는 것이 아니고 렌즈를 현미경
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그림 1.4 이머젼 오일을 사용하는 경우 잃어버리는 빛이 적어 해상력을 좋 게 한다.
대물렌즈objective lens
렌즈로 들어오는 빛
시료 specimen
콘덴서 렌즈 condenser lens
굴절로 잃어버리는 빛 공기air
그림 1.5 접안렌즈를 떼어낸 경우 반드시 렌즈 구멍을 렌즈 페이퍼로 막아 먼지가 안 들어가게 하여야한다. 에어브러시나 고압가스로 렌즈를 청소한다.
렌즈 페이퍼lens paper
본체에서 분리한 경우, 먼지의 유입을 막는 방법으로도 사용된 다(그림 1.5). 흔히 사무실에서 사용하는 화장지나 미용티슈는 보푸라기가 많이 발생하여 현미경 관리에는 부적절하다.
유기용매(solvents) 현미경 렌즈를 세척할 때에 사용되는 유기용매에는 알코올, 자일렌(xylene), 아세톤(acetone)이 있 다. 이 중 아세톤은 강력한 용매로 렌즈를 보존하는 코팅막이 제거될 수 있어 특수한 경우에 만 사용하여야 한다.
접안렌즈 접안렌즈가 더러워졌는지는 현미경을 볼 때에 렌 즈를 빙빙 돌리면서 관찰하면 된다. 렌즈가 더러워졌으면, 그 얼룩이 움직이므로 더러워졌음을 알 수 있다. 또 접안렌즈의 위를 닦았는데도 얼룩이 남아 있으면 렌즈의 아래쪽이 더러워 진 것이다. 이때에는 에어브러시로 가볍게 털어내는 것이 좋 다. 접안렌즈를 떼어 낼 경우 반드시 렌즈구멍은 렌즈페이퍼로 막아놓아 먼지가 들어가지 못하도록 하여야 한다(그림 1.5).
대물렌즈 대물렌즈는 손과 시료로부터 오물이 잘 묻는다. 또 이머젼 오일을 사용할 경우, 반드시 닦아 놓아야 한다. 앞에서 언급한 유기용매를 렌즈 페이퍼나 면봉으로 닦아 주면 된다.
콘덴서 콘덴서에는 먼지가 잘 쌓인다. 에어브러시와 렌즈 페 이퍼를 자주 닦아주어야 한다.
실험방법
현미경에는 대개 3개의 대물렌즈가 장착되어 있다. 즉, 10×짜 리의 저배율, 40×짜리 건조-고배율(high-dry), 100×짜리의 오일-고배율(oil-immersion) 렌즈가 일반적으로 사용되는 렌 즈이다. 현미경의 배율은 대물렌즈의 배율 과 접안렌즈의 배율 을 곱하여 얻은 값이다. 관찰에 필요한 배율은 시료의 종류에 따라 선택한다. 일반적인 현미경 관찰 방법은 저배율로 먼저 초점을 맞추고 점차 고배율로 대물렌즈를 바꾸면서 관찰하는 것이다.
다음의 실험과정에 따라 현미경을 정리하고 사용하도록 한다.
저배율(10X) 사용 시료를 볼 때 가장 먼저 사용하는 것이 바 로 이 배율이다. 저배율이므로 슬라이드의 큰 부분이 보이고 초점 맞추기도 쉽다. 그리고 어느 부분을 볼 것인가도 확인이 된다. 그 다음 고배율로 관찰이 가능하다.
1. 현미경의 재물대에 시료가 들어있는 슬라이드 글라스를 올 려놓는다. 반드시 시료가 위로 향하여야 한다. 그림 1.6은 슬 라이드 글라스를 설치하는 그림이다.
2. 광원의 전원을 켠다. 이 때 전압은 반드시 최저 상태이어야 한다. 전압이 높은 상태로 되어 있으면 램프의 수명이 짧아 진다. 슬라이드 글라스를 광원의 중심에 놓도록 이동한다.
3. 콘덴서를 가장 높은 위치로 이동한다.
4. 10×의 대물렌즈를 정위치에 있는가를 확인한다.
5. 조동 조절 나사를 돌려 대물렌즈와 시료를 가장 가까운 위 치에 놓도록 조절한다.
6. 미동 조절 나사를 이용하여 대물렌즈를 시료 반대쪽으로 움 직여 초점을 맞추고 보고자 하는 부분으로 슬라이드 글라스 를 이동한다. 5번과 6번은 반드시 지켜야 한다. 눈이 렌즈에 닿아 있어 시료와 대물렌즈의 거리를 확인할 수가 없다. 만 일 대물렌즈와 시료가 떨어진 상태에서 서로 가깝게 되도록 나사를 돌리면 렌즈와 슬라이드 글라스가 충돌하면서 렌즈 에 흠집을 남길 수 있다.
7. 초점이 맞춰지면 광원의 조리개와 전압, 콘덴서의 위치와 조 리개를 조절하여 깨끗하고 명확한 상을 얻도록 한다. 광량을 줄이면 음영대비(contrast)가 명확하게 되고 심도(depth of field)가 커져 좋은 상을 얻을 수 있다. 그러나 해상력은 떨 어지므로 광량을 잘 조정하여야 한다.
8. 슬라이드 글라스를 움직여 가장 좋은 상을 찾는다.
9. 접안렌즈의 청결을 다시 확인한다.
10. 배율을 높일 때에는 40×짜리 그 다음에 100× 렌즈로 바 꾼다.
건조-고배율 실험(40X) 고배율을 보고자 할 때 사용한다.
10×로 초점을 맞춘 후에 40×렌즈로 돌려 상을 찾는다. 대개 의 경우 미동나사를 약간 움직이면 초점이 맞게 되어 있다. 따 라서조동 조절 나사는 절대로 사용하지 않아야 한다.
대물렌즈들은 배율이 달라도 초점거리는 같도록 되어있다.
이를 공초점거리(parfocal) 이라 한다. 즉, 저배율로 맞춘 초점 거리는 고배율에서도 같은 위치가 된다. 배율이 높아진 만큼 렌즈로 들어오는 빛의 양은 줄어들게 되므로 콘덴서를 조절하
그림 1.6 스테이지(stage)에 슬라이드 글라스를 고정할 때에 클립을 오른쪽 으로 당겨 고정한다.
여 광량을 늘려야 한다. 이 경우 먼저 조리개를 더 열고 그다음 에 전압을 올려 광량을 높이는 것이 순서이다. 램프의 수명은 저전압에서 더 오래가므로 가능한 한 저전압에서 램프를 사용 하는 습관을 가져야 한다. 조리개를 활짝 열어도 빛이 강하지 않으면 전압을 올려 원하는 빛의 세기로 시료를 관찰한다. 이 때에 해상력을 높이기 위하여 콘덴서(condenser)를 가장 높은 곳으로 올려놓아 사용한다.
이머젼 오일 실험(100X) 오일-고배율 렌즈는 이머젼 오일을 사용하는 렌즈이다. 오일을 사용하는 목적은 앞에서 설명한대 로 광량을 최대한 확보하여 해상력을 높이려는 것이다(그림 1.4 참조). 이 대물렌즈도 공초점거리(parfocal) 때문에 모든 렌 즈의 초점거리가 같으므로 저배율에서 고배율로 렌즈를 바꿀 때 따로 초점거리를 맞추지 않아도 원하는 상을 얻을 수 있다.
저배율(10×) 또는 건조-고배율(40×)에서 100×렌즈로 바꿀 때 시료에 이머젼 오일(immersion oil) 몇 방울을 떨어뜨리고, 100×렌즈를 오일 속에 담근다. 혹 렌즈가 시료를 건드리지 않 을까 하는 우려는 하지 않아도 된다. 즉, 공초점 때문에 저배율 에서 초점이 맞았다면 100× 렌즈에서도 이머젼 오일을 사용 하여도 초점거리가 같으므로 렌즈가 시료나 슬라이드 글라스 에 접촉할 수 없기 때문이다.
이때에 콘덴서 조리개를 최대한 열어 해상력을 좋게 하여야 하며, 같은 이유로 콘덴서는 가장 높은 위치로 올려야 한다. 콘 덴서 필터가 여러 개일 경우에는 파장이 짧은 푸른색(Blue)과 초록색(Green) 필터를 사용한다. 100×렌즈는 세균관찰에 빈 번하게 사용되므로 사용법을 정확히 알아야 한다.
렌즈배율에 따라 대물렌즈의 이동거리가 달라진다. 즉, 10×
렌즈는 7.7mm 이동하지만, 100× 렌즈는 0.12 mm 만 이동하 게 된다(표 1.1). 따라서 100×렌즈는 이동 거리가 짧으므로 초 점을 맞출 때에 슬라이드 글라스와 충돌할 가능성이 높으므로 주의하여야 한다. 마지막으로 꼭 하여야 할 일은 실험이 끝나 면 반드시 렌즈 페이퍼로 이머젼 오일을 제거하고 깨끗하게 정 리하여야 한다.
현미경정리
사용한 현미경 정리는 현미경의 기능을 유지하는 중요한 과정 이다. 실험은 현미경을 정리하고 보관함에 넣는 것으로 종료된 다. 다음 사람이 바로 사용할 수 있도록 깨끗하게 정리해 놓아 야 한다. 실험이 끝나면 다음을 점검한다.
1. 재물대에서 슬라이드 글라스를 빼 낸다.
2. 이머젼 오일을 사용한 경우, 반드시 렌즈와 재물대에 묻은 오일을 깨끗하게 닦아야 한다. 오일이 묻은 슬라이드 글라 스는 그대로 보관하여도 된다.
3. 10× 대물렌즈를 정위치 한다.
4. 현미경 높이를 원래의 위치로 한다(모델에 따라 높이를 조 절할 수 있다).
5. 광원 램프가 이동 가능한 모델인 경우 램프를 가장 높은 위 치에 놓는다.
6. 전기코드를 잘 접어 바닥 몸통 근처에 놓는다.
7. 재물대를 가운데에 오도록 놓는다.
8. 먼지 덮개를 덮는다.
9. 별도의 전압기가 있는 경우 분리하여 지정된 위치에 놓는다.
10. 전해진 보관함에 넣는다.
실험 보고서
실험 보고서 1을 광학 현미경 실습 전에 작성하여 제출한다.
이 과정을 통하여 현미경의 구조와 작동에 대한 이해를 충분히 하고 실험에 임할 수 있다. 담당교수는 현미경 실험 시작 전에 이 리포트를 거두어 가도록 한다.
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표 1.1 배율에 따른 대물렌즈의 이동거리
저배율 10× 16.0 7.7
고배율-건조 40× 4.0 0.3
이머젼오일 사용 100× 1.8 0.12
렌즈 배율 촛점거리 렌즈 이동거리
(mm) (mm)
A. 다음 물음에 답하라.
1. 현미경 운반할 때에 두 손의 위치를 설명하라.
2. 광학현미경과 눈의 해상도 한계를 설명하라.
3. (a)콘덴서에서 광량을 조절하는 방법에는 무엇이 있는가? (b)그리고 이 조절 방법들이 상에 미치는 영향을 설명하라.
4. 콘덴서에서 전압 조절보다 조리개 조절과 위치 조절을 먼저 하는 이유는?
5. 100× 대물렌즈를 사용할 때에 해상력을 좋게 하기 위한 4가지 방법을 설명하라.
6. 시료를 관찰 할 때에 10× 대물렌즈부터 사용하여야하는 이유를 설명하라.
7. 100× 대물렌즈에만 이머젼 오일을 사용하는 이유는?
8. 대물렌즈의 이동거리와 배율과의 관계를 설명하라.
B. 대응형 문제
다음 물음에 맞는 현미경 구성품(콘덴서, 건조-고배율 대안렌즈, 저배율 렌즈, 접안 렌즈, 이머젼 오일)을 짝지어라.
1. 가장 큰 해상력을 제공하는 렌즈는?
2. 두 번째로 큰 해상력을 제공하는 렌즈는?
3. 가장 낮은 해상력을 제공하는 렌즈는?
4. 이동거리가 가장 짧은 렌즈는?
5. 조동 조절 나사로 초점을 맞추는 렌즈는?
6. 슬라이드 글라스 위의 시료에 빛을 모아 주는 렌즈는?
7. 눈에 가장 가까운 렌즈로 어느 현미경 모델에서는 두 개의 렌즈로 구성되어 있다.
이 렌즈는?
실험 보고서
1
이름 날짜
대응형
1.
2.
3.
4.
8. 굴절률 조절(diopter adjustment)이 필요한 렌즈는?
9. 통과하는 빛은 조리개로 조절할 수 있는 렌즈는?
C. 참-거짓 문제
1. 아세톤은 대물렌즈 닦기에 적합한 물질이다.
2. 보푸라기가 없는 광학적으로 안전한 종이만 렌즈를 닦을 때에 사용하여야 한다.
3. 현미경의 배율은 렌즈 시스템의 배율에 의하여 결정된다.
4. 조동 조절 나사는 모든 렌즈로 초점을 맞출 때에 사용할 수 있다.
5. 저배율로 초점을 맞춘 후에는 고배율 렌즈로 교체할 경우에 슬라이드 글라스에 렌즈가 충돌하지 않는다.
D. 선택형 문제
가장 알맞은 답을 고르시오.
1. 현미경의 해상력은 다음 무엇에 의하여 결정되는가?
a. 렌즈의 배율 b. 렌즈의 개구 수치 c. 빛의 파장 d. a와 b e. b와 c
2. 조동 조절나사와 미동 조절나사의 이동거리는 a. 대물렌즈와 접안렌즈의 거리
b. 정안 렌즈 사이의 거리 c. 접안렌즈와 눈까지의 거리 d. 재물대와 콘덴서까지의 거리 e. 재물대와 대물렌즈까지의 거리
3. 현미경에서 배율이 높아져도 초점거리가 일정한 현상을 무엇이라고 하는가?
a. 양안현미경 (binocular) b. 근시(myopic)
c. 공초점(parfocal) d. 반사광(refractive) e. 해상력(resolute)
4. 접안렌즈로 10× 렌즈를, 대물렌즈로 100× 렌즈를 사용할 경우 이 현미경의 배 율은?
a. 10×
b. 100×
c. 200×
d. 1000×
e. 2000×
5. 낮은 배율에서 상의 명암 대비(image contrast)를 높이는 방법은?
a. 조리개를 닫는다.
B M - 8
5.
6.
7.
8.
9.
참-거짓
1.
2.
3.
4.
5.
선택형
1.
2.
3.
4.
5.
b. 한눈으로만 관찰한다.
c. 조리개를 연다.
d. 슬라이드 글라스에 오일을 떨어뜨린다.
e. 푸른색 필터를 사용한다.
6. 100× 렌즈를 교체하기 전에 반드시 하여야 할일은 다음 중 무엇인가?
a. 저배율 렌즈에서 관찰하고자 하는 부분을 중앙에 놓는다.
b. 조동 조절 나사를 사용하여 재물대를 내려놓는다.
c. 슬라이드 글라스에 오일을 떨어뜨린다.
d. a와 c e. 모두 옳음
6.
