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- 현미경
- 배율
- 분해능
각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변
이경인님의 답변
2015-02-04- 3
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가장 큰 이유는 언급하신대로 각 렌즈의 초점거리가 작용됩니다.
대물렌즈의 경우 확대배율에 따라 달라지기는 하지만 고배율로 갈수록 상대적으로 초점거리가 짧을 수밖에 없습니다. 이런 경우에 대물렌즈로만 시료를 관찰한다고 가정하면 관찰자의 눈 또한 렌즈에서 아주 짧은 거리에 있어야만 한다는 문제에 직면하게 됩니다. 물론 현미경에 적용되는 렌즈의 경우 단일 구성이 아닌지라 초점거리와는 다르게 어느정도 거리를 연장시킬 수는 있지만 한계가 있게 마련이지요.
접안렌즈는 대물렌즈보다는 상대적으로 저배율(통상 10배)이 적용되기 때문에 관찰자가 상을 관찰하는데 눈의 거리가 조금 차이가 나도 관찰하는데 어려움이 줄어들게 됩니다.
이러한 이유로 현미경 관찰시 저배율(대물 4~10배)에서 고배율(대물 100~400배)로 단계별로 대물렌즈를 전환하며 진행하는 것도 초점거리의 정확한 유지가 가장 큰 목적일 것입니다.
또한 단일 렌즈계로 확대하는대에는 한계가 있게 마련인데 대물렌즈 외에 접안렌즈를 추가함으로써 대물렌즈만으로 구성하여 관찰한 것보다 10배 이상 확대된 상을 용이하게 얻을 수 있는 것도 중요한 장점이 될 것입니다. -
답변
이응신님의 답변
2015-02-05- 3
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물체를 확대하여 보기 위해서는 돋보기의 역할을 하는 대물렌즈가 필요합니다. 위에서 다른 분이 말씀하신대로 더 확대하기 위해서는 고배율의 렌즈를 사용하는데 초점거리가 짧아 렌즈 가까이 눈을 가져가서는 관찰하기는 힘듭니다. 따라서 한 번 확대한 상을 또다시 확대하는 장치를 필요로 하는데 이것이 접안렌즈입니다.
두 번 확대해서 (이단 증폭이라고 할 수 있지요) 상을 만드는데 접안렌즈는 돋보기를 이용해서 확대시키기 때문에 대물렌즈의 초점거리 안에 물체가 있으면 상이 허상이 되어 물체 쪽으로 맺혀 다른 돋보기로 확대시키면 의미가 없습니다. 왜냐하면 허상을 다른 접안렌즈로 사용하는 돋보기로 보면 결국 두 개의 돋보기를 겹쳐놓아서 배율만 높히는 결과를 가져오므로 더욱 초점거리가 짧아지게 됩니다.
허상을 확대하는 것은 의미가 없으므로 대물렌즈에서 물체의 상이 렌즈의 뒤에 맺히는 실상을 만들어야 합니다. 실상은 물체 반대편에 맺혀으므로 도립상(거꾸로된 상)이 생기는데 이것을 초점거리가 긴 돋보기로 다시 확대하면 결국 두 번 확대하는 것과 같습니다. 도립실상을 보기 위한 렌즈는 돋보기를 사용하고 있으며 초점거리가 긴 렌즈를 사용하기 때문에 물체에서 멀리 떨어져 관찰할 수 있습니다.
물론 도립상을 다시 뒤집기 위해 거울을 사용해 반사를 시키거나 프리즘을 사용하기도 합니다. 경통을 짧게 만들기 위해 프리즘을 사용하거나 색수차나 상의 왜곡을 막기 위해 여러 가지 렌즈를 조합하기도 합니다만 결국 어떻게 하든지 돋보기 두 개를 이용하여 도립상을 만드는 원리는 변함이 없습니다.
김강형(kimsimon) 2015-02-06쉽고 간결하게 설명해 주셔서 도움이 됩니다.
저도 현미경을 오래 쓰면서 원리에 관심을 가졌지만 설명하려고 하면 어려움을 느끼는 적이 많았습니다
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김상태님의 답변
2015-02-05- 1
첨부파일처럼 대물렌즈와 접안렌즈간의 상의 이미징이 선명도즉 해상도에 있어 2차상이 제곱으로 확대되어 흐리게 되는데 이는 굴절률와도 관련되는데 이를 보완한것이 이멀젼오일을 사영하여 굴절률을 최적화한것이다 그래서 배율을 높이더라도 확대해서 상의 이미징을 흐린것을 최소화하기 위해 다양한 용매를 사용한다
빠른 답변 감사합니다. 초점거리가 문제가 되는 것군요. 요즘 유리구와 휴대폰을 이용해서 1,000배율의 현미경을 구현한 것을 보았습니다.