생물 현미경 사용법 - saengmul hyeonmigyeong sayongbeob

실험

일반생물학실험1.현미경의 사용법(microscope)

일반생물학실험1.현미경의 사용법(microscope)

1.  실험 목적 : 실험의 기초가 되는 현미경의 사용방법과 주의 사항을 숙지한다.

2. 실험 재료 : 현미경microscope, 영구표본(누에)

3. 실험 방법 :

1 .현미경을 운반할 때는 반드시 한손으로 손잡이를 잡고 다른 손으로 받침대를 잡아야 한다.

2 .전압을 확인한후 플러그를 꼽고 준비된 표본을 STAGE 중앙에 올려놓는다.

3 .Specimen rerainer로 표본을 고정시키고 조리개를 연 후 조명을 조절시킨다.

4 .Interpupillary distance 조정, Binocular는 각 사람들마다 안구간 거리가

다르므로 두 Ocular lens 의 간격을 맞추어야한다.

5 .Focus Adjustment

1.) Focus 조절은 가장낮은 배율부터 시작한다.

2.) 조동나사를 이용해 Stage를 위로 올려준다.

3.) Ocular lens를 보면서 Focus가 대략 맞춰질 때까지 낮춘다.

4.) 미동나사로 정확하게 초점을 맞춘다.

6 .Travel knob를 이용해 표본으로 이동시켜 가면서 선명한 상을 잡고 스케치한다. 

결과 : 현미경을 이용한 표본관찰(실험시 찍었던 사진첨부하세요)

네덜란드의 발명가인 안톤 판 레벤후크에 의해 최초로 대물렌즈와 오목렌즈를 사용한 현미경이 만들어짐

레벤후크는 로버트 훅과 함께 후크 망원경을 발명 

 ☆현미경의명칭☆

접안렌즈: 접안랜즈란 흔히 저희가 현미경관찰시 눈을 갖다 대는 곳을 말하며 기본적으로  

10배의 랜즈를 많이 사용합니다.

조동나사: 조동나사란 현미경의 랜즈를 상하로 조정하는 나사로 배율관찰시 배율에 맞는

포커스 게이지(포커스를 마추기 위한 셈플과 현미경의 거리차)를 조정하는 것입니다. 

미동나사: 미동나사도 조동나사와 같은 원리인데 다만 차이는 조동나사보다 더욱 미세하 

게 움직여 더욱 정확한 포커스게이지를 찾기위한 것입니다. 

재물대: 재물대는 셈플을 올려놓고 관찰하기 위한 곳입니다. 

회전판: 현미경의 랜즈들은 3-5개까지 장착이 가능합니다. 그 여러가지 랜즈들을 돌려서

장착하기 위한 것입니다.

대물렌즈: 대물랜즈란 현미경 중간에 속해있는 랜즈로 다양한 배율을 걸어 볼수 있습니다  

조리개: 직광장치에 장착되어 있으며 빛의 밝기나 심도를 맞추기 위해 사용합니다.

손잡이 : 손잡이

광원장치: 일반적으로 현미경에 사용되는 조명장치입니다.  예전에는 반사판을 이용

한 빛을 따라 사용도 하였지만 지금은 거의 따로 램프들이 장착되어 LED나 할로겐 램프 등을 사용합니다.

☆현미경의종류☆ 

일반 광학현미경

- SMAPLE을 올려 놓고 렌즈를 선택 초점을 을 잡아서 관찰을 하는 아주 단순하고 모든 현미경에 기본이 됩니다. 모든 현미경의 사용 방법은 광학현미경의 사용법에 준하여 추가 모듈을 조작하는 정도의 차이입니다.

위상차현미경

 - 콘덴서(집광장치) 쪽에 위상차의 모듈이 장착됩니다. 물론 렌즈도 위상차 렌즈여야 합니다. 사용법은 광학현미경과 같으며, 다른 것이 있다면 렌즈에 표기되어 있는 위상차 모듈의 번호와 콘덴서에 있는 모듈을 같게 맞추어야 위상차가 일어난다는 것입니다.

간섭현미경

- 간섭현미경은 간섭렌즈를 사용하는 현미경으로 일반 광학현미경과 사용법의 차이는 없습니다. 다만 렌즈의 종류가 간섭렌즈일 뿐입니다. sample의 초점이 잡히면 빛의 간섭이 일어나 간섭상이 보이는 현미경입니다.

암시야 현미경

- 이것도 사용법은 광학현미경과 같습니다. 렌즈나 필터 부분에 단순히 암시야가 가능한 렌즈나 필터가 장착되어 있는 현미경입니다.

편광현미경

- 이 현미경은 사용법이 가장 까다로운 현미경입니다. 우선 광학으로 초점을 잡은 뒤, 편광판을 삽입하여 빛의 운동성에 변화를 주어 그 변화되는 색을 관찰하는 현미경입니다. 색이 변화하는 이유는 모든 물체는 빛의 반사하는 고유한 특성이 모두 다르기때문에 색이 다르게 보이는 겁니다.

형광현미경

- 이건 일반 광학과는 다르게 빛이 아래서 올라오는 현미경이 아닌 위에서 떨어지는 조명을 사용을 하며, 광원의 종류도 다릅니다. 이건 시료의 어떤 부분을 보느냐에 따라 염색 시약이 다르며, 그 시약의 파장대에 맞게 필터를 선택하여 관찰을 합니다. 당연히 기본적으로 광학에서 초점을 잡는 것은 같지만 그 후 광학 조명장치는 전원을 제거하고 형광조명으로 만 관찰을 하며, 관찰을 했을 경우 염색이 된 부분 만을 관찰하게 됩니다. 예외적으로 담백질은 염색이 없이 관찰이 가능합니다.

보통현미경의 경우 투과조명을 사용하는 일반 생물 현미경이라고 예기합니다.

보통현미경의 경우는 모든 현미경을 포함함으로 특징을 설명 하기에는 무리가 있습니다.

관찰하는것은 혈액,일반표피, 세포등등을 관찰합니다.

위상차 현미경도 보통현미경에 위상차모듈을 추가한 것이라고 생각하시면 됩니다.

위상차 모듈의 경우에는 모듈을 통해 빛의 위상을 변형하여 관찰을 하는 방법으로

투명한 시료 관찰에 주로 사용됩니다. 예를 들어 효모의 경우 투명하여

일반광학현미경으로 보면 바탕과 효모가 구분이 되지 않습니다. 그러한 경우

위상차 모듈을 사용하면 효모에 빛이 닿을때 위상에 변형을 일으켜 음영이 생기고

그로 인해 선명하게 바탕과 구분할수 있습니다.

실체현미경의 경우 일반 확대 돋보기 같은 현상으로 일반 돋보기는 단면을 관찰하지만

실체현미경의 경우 입체적으로 관찰할수 있으며 일반 저배율현미경으로 최대 200배-300정도까지 관찰이 가능합니다.

기본적인 현미경 사용시 주의사항 입니다.

① 현미경을 운반할 때는 똑바로 세운 채 두 손으로 운반한다.
② 현미경을 사용하기 전에 접안렌즈, 대물렌즈 및 반사경을 렌즈페이퍼로 닦아야 한다.
③ 현미경을 통해 물체를 관찰할 때는 두 눈을 떠야만 한다.
④ 언제나 저배율로 먼저 물체를 관찰하고 필요하면 고배율로 바꾼다.
⑤ 고배율로 물체를 관찰할 때는 물체 표면을 덮개유리(cover glass)로 덮어야 한다.
⑥ 현미경 관찰을 할 때는 안경을 낀 사람은 난시가 아니면 안경을 벗고 관찰해야 한다.
⑦ 현미경을 다 사용한 후에는 경통 밑에 저배율의 대물렌즈가 오도록 

한 후에 현미경통이나 장속에 보관해야 한다.
⑧ 현미경을 통해 물체를 관찰하면서 물체의 촛점을 맞출 때에는 반드시
경통을 올리면서 촛점을 맞추어야만 한다. 경통을 충분히 올렸는데도
물체의 촛점이 맞추어지지 않으면 다시 옆에서 보면서 경통을 내려
대물렌즈가 물체 가까이 오도록 한 다음 위의 과정을 되풀이 한다.
⑨ 현미경의 재물대 위에 용액이나 염색약이 떨어지지 않도록 주의해야 한다.
알코올이나 산은 어떤 종류라도 현미경에 묻지 않도록 주의하자.

교육부 공식 블로그

현미경의 종류 본문

학습자료/과학

현미경의 종류

대한민국 교육부 2015. 9. 17. 13:24

현미경의 종류

■ 광학현미경(Light Microscope, LM)

현미경은 일반적으로 광학 현미경과 전자 현미경으로 나뉩니다. 이 외에도 여러 종류의 현미경이 있지만 기본이 되는 구조와 원리를 가지고 있는 현미경이 광학 현미경과 전자 현미경입니다. 광학 현미경은 빛 중에서 우리 눈에 보이는 가시광선을 이용하며, 전자 현미경은 전자빔을 이용하여 물체를 관찰하는 현미경입니다. 

빛이 렌즈를 통과하면서 굴절하는 성질을 이용한 광학 현미경에 사용되는 접안렌즈와 대물렌즈는 모두 볼록렌즈입니다. 볼록렌즈는 가까이에 있는 물체를 확대해서 보여주는 성질을 가지고 있어, 광학 현미경에서도 볼록렌즈를 이용합니다. 접안렌즈와 대물렌즈의 위치와 내부 구조는 다르지만 물체의 모습을 확대하는 역할을 한다는 점에서는 두 렌즈가 같습니다. 광학 현미경이 얼마나 확대해서 보여 줄 수 있는가를 말해 주는 배율은 대물렌즈의 배율과 접안렌즈의 배율을 곱해서 말하게 됩니다. 예를 들어서 대물렌즈로 100배를 확대할 수 있고 접안렌즈로 10배를 확대할 수 있으면 물체를 1000배로 확대해서 볼 수 있게 되는 것입니다. 

생물 현미경 

의학 및 생물학 분야에 주로 사용되는 현미경으로, 물체를 통과한 빛이 두 개의 렌즈를 지나면서 굴절되어 물체의 모습이 확대되어 보이는 구조를 가지고 있습니다. 

▲ 생물 현미경과 관찰 사진(미크라스테리아스-훈장말 일종)(출처: 에듀넷)

우리가 실험실에서 주로 사용하는 생물 현미경은 접안렌즈, 대물렌즈, 경통, 재물대, 조동나사, 미동나사, 조리개, 광원 장치로 구성되어 있습니다. 

접안렌즈는 우리가 직접 눈으로 들여다보는 부분을 말합니다. 접안렌즈도 물체를 확대해서 보여 주는 역할을 하고 있기 때문에, 필요한 경우에는 배율이 다른 렌즈로 바꿔 끼워 사용할 수 있습니다. 대물렌즈는 우리가 관찰하고자 하는 물체를 확대해서 보여 주는 역할을 하는 렌즈로, 보통 하나의 현미경에서 배율이 다른 대물렌즈를 3~4개 정도 바꿔가며 사용할 수 있도록 되어 있습니다. 배율이 다른 대물렌즈들은 회전판에 붙어 있어, 대물렌즈의 배율을 바꾸고 싶을 때는 회전판을 돌리면 됩니다. 경통은 접안렌즈와 대물렌즈를 이어주는 둥근 관을 말합니다. 경통의 위쪽에는 접안렌즈가, 아래쪽에는 대물렌즈가 있습니다. 

대물렌즈의 아래쪽에는 재물대가 있습니다. 재물대는 현미경으로 관찰하고자 하는 물체를 올려놓는 곳으로, 프레파라트를 고정하는 데 사용하는 클립과 빛이 통과할 수 있는 구멍이 있습니다. 재물대와 대물렌즈 사이의 거리에 따라 물체가 또렷하게 보이기도 하고, 흐리게 보이기도 하는데, 재물대의 높낮이를 바꾸어 주는 역할을 하는 것이 조동나사와 미동나사입니다. 조동나사를 돌리면 재물대의 움직임이 눈으로 보일 정도로 재물대가 위로 올라가거나 아래로 내려가기 때문에 물체의 모습을 찾는 데 사용할 수 있습니다. 조동나사를 이용하여 대강의 물체 모습을 찾고 난 후에 미동나사를 돌리면 우리 눈에는 잘 보이지 않지만 재물대가 조금씩 움직이게 되어, 접안렌즈로 보이는 물체의 모습을 또렷하게 만들 수 있습니다. 

광학 현미경의 한 종류인 생물 현미경은 빛을 이용하기 때문에 물체를 통과하여 렌즈로 들어오는 빛을 조절하기 위한 장치로 조리개와 광원 광치 혹은 반사경이 있습니다. 조리개는 보통 재물대 아래쪽에 있어, 재물대에 뚫려있는 구멍으로 들어오는 빛의 양을 조절할 수 있습니다. 광원 장치는 전원을 연결하여 재물대에 올려진 물체 쪽으로 빛을 보내는 장치이며, 반사경은 현미경 주변의 빛을 재물대 쪽으로 모아 주는 역할을 하는 장치입니다. 

광원 장치에 의해 표본(관찰할 물체)에 공급된 빛은 표본을 지나 대물렌즈를 통과하면서 확대된 상으로 나타나게 됩니다. 이렇게 확대된 상은 경통을 지나 접안렌즈를 통과하면서 한번 더 확대되어 우리 눈에 도달하게 됩니다. 즉, 대물렌즈와 접안렌즈에 의해 두 번 확대된 상이 우리 눈에 보이게 되는 것이지요. 이 때 현미경으로 관찰한 물체가 렌즈와 멀리 떨어져 있으면 거꾸로 된 상이 보일 수도 있으므로 렌즈와 프레파라트 사이의 거리를 최대한 가깝게 해 주고 관찰해야 합니다. 

상을 관찰하는 데 다소 어둡다고 느껴지면, 빛의 양을 조절하는 조리개와 광원 장치로 조절해 주면 됩니다. 조리개를 많이 열어 주면 빛의 양이 많아지고, 적게 열어 주면 빛의 양이 적어지게 됩니다. 광원 장치를 이용하거나 좀 더 밝은 곳에서 실험을 해도 됩니다. 광원 장치 대신 반사경이 달린 현미경도 있습니다. 반사경은 외부에서 들어오는 빛을 현미경 표본으로 반사시켜 주는 거울로 반사경이 달린 현미경은 밝은 곳에서 사용해야 합니다. 

상이 흐릿하다면 초점을 조절해 주어야 합니다. 이때는 정확하고 미세하게 움직여 주어야 하기 때문에 미동 나사를 사용합니다. 조동나사는 관찰하고자 하는 상을 먼저 대강 찾을 때 사용하는 것이므로 조동나사로 상을 찾은 다음에는 미동나사를 사용하여 초점을 맞춰 줍니다. 

실체 현미경 

실체 현미경은 생물 현미경과는 조금 다른 구조를 가지고 있습니다. 광원 장치나 반사경이 재물대 아래에 있어서 빛이 물체의 아래에서 올라오도록 되어 있는 생물 현미경과는 달리, 실체 현미경은 광원 광치가 물체 위에 있어서 물체의 표면에서 반사한 빛이 렌즈를 통과할 수 있는 형태로 만들어져 있습니다. 즉, 실체 현미경에서는 물체를 통과한 빛이 아니라 물체 표면에서 반사된 빛이 렌즈를 지나면서 굴절되는 것입니다. 실체 현미경은 왼쪽과 오른쪽, 두 세트의 렌즈로 구성되어 있어 입체감 있게 볼 수 있기 때문에 조립, 해부 등 세심한 주의를 요구하는 데 사용합니다. 

▲ 실체 현미경과 관찰 사진(말벌)(출처: 에듀넷)

위상차 현미경 

일반적인 광학 현미경은 물체의 밝고 어두움이나 색깔의 차이를 이용하여 물체를 관찰합니다. 만약 관찰하고자 하는 물체가 투명하다면 일반적인 광학 현미경으로는 그 구조를 잘 관찰할 수 없습니다. 이 때 사용하는 현미경이 위상차 현미경입니다. 위상차 현미경은 색이 없고 투명한 시료라도 그 내부의 구조를 관찰할 수 있는 특수한 현미경입니다. 관찰하고자 하는 시료를 따로 염색할 필요가 없기 때문에 위상차 현미경은 살아있는 세포에 들어 있는 작은 기관을 관찰할 때 매우 유용하게 사용됩니다. 

▲ 위상차 현미경과 관찰 사진(피시움-바이러스 일종)(출처: 에듀넷)

편광 현미경 

편광 현미경은 광물의 성질을 조사하기 위해 사용하는 특수한 현미경입니다. 얇게 만든 광물이나 암석 조각에 한 방향으로만 진동하는 빛을 통과시켜서 관찰합니다. 편광 현미경은 광물이 무엇인지 확인하고, 암석의 구조를 관찰하고 암석을 분류하는 데 사용됩니다. 

▲ 편광 현미경과 관찰 사진(화강섬록암)(출처: 에듀넷)

■ 전자현미경(Electron Microscope, EM)

광학 현미경은 선명하면서도 크게 보는 능력에 한계가 있습니다. 세포와 같이 작은 물체를 관찰할 수는 있지만 그보다 더 작은 물체를 확대하기는 어려운데, 이는 빛이 가지고 있는 성질과 고배율의 렌즈를 제작하기가 어려운 점 때문입니다. 그래서 과학자들은 세포보다 더 작은 물체를 관찰할 수 있는 새로운 현미경을 연구하기 시작했고, 그 결과 만들어진 것이 전자 현미경입니다.

1926년 독일의 한스 부쉬(Hans Busch, 1884-1973)는 움직이고 있는 전자가 자기장을 지나갈 때 전자의 운동 방향이 휘어지는 것을 밝혔습니다. 이 이론은 빛이 렌즈를 만나 굴절하는 것처럼 전자의 운동 방향이 자기장에 의해 휘어진다고 하여 전자의 자기장에 의한 렌즈 작용으로 불리었고, 전자가 지나가는 자기장을 만드는 장치를 전자 렌즈라고 하였습니다. 바로 이 원리를 바탕으로 하여 전자빔이 전자렌즈를 통과하는 동안 휘어지는 현상을 이용한 전자 현미경이 발명되었습니다. 

전자 현미경은 광학 현미경에서 사용하는 빛(가시광선)을 이용하지 않고 전자를 이용하여 물체를 관찰하는 현미경입니다. 전자를 이용해서 물체를 관찰하게 되면 더 높은 배율로, 더 선명한 영상을 얻을 수 있습니다. 렌즈를 이용해서 물체를 확대한다는 점에서는 광학 현미경과 유사하지만, 전자 현미경은 광학 현미경처럼 유리로 된 렌즈가 아니라 자기장을 만들 수 있는 전자석을 이용해서 만든 전자렌즈로 물체를 확대한다는 점에서 광학 현미경과는 차이가 있습니다. 이렇게 전자를 이용해서 물체를 확대시켜 주는 전자 현미경을 사용하면 머리카락 굵기의 1/10,000 정도까지 작은 물체도 볼 수 있습니다. 

전자 현미경을 이용하면 물체의 표면의 모습, 물체를 구성하고 있는 입자들의 모양과 크기, 물체를 구성하는 물질의 종류와 상대적인 양, 물체 내에 원자들이 늘어선 모양 등을 알 수 있습니다. 아주 작은 물체까지도 확대해서 보여 주는 전자 현미경은 과학이 발전하는 데 많은 도움을 주고 있습니다. 작은 나노의 세계는 우리가 볼 수도 만질 수도 없었지만 현미경이 발전하면서 보는 것은 물론 원자 하나하나를 조작할 수도 있게 되었습니다. 

주사 전자 현미경(SEM; Scanning Electron Microscope) 

주사 전자 현미경은 가시광선으로 관찰하는 것이 아니라 관찰하고자 하는 물체의 표면으로 전자빔을 쏜 다음, 표면에서 반사되어 돌아오는 전자빔을 통해 얻은 이미지를 컴퓨터로 재구성하여 물체(시료)의 표면을 3D로 보여 줍니다. 그러나 시료의 색은 볼 수 없습니다. 우리가 흔히 볼 수 있는 전자 현미경 사진은 이해를 높이기 위해 염색을 한 것입니다. 

▲ SEM과 관찰 사진(적혈구와 백혈구)(출처: 에듀넷)

투과 전자 현미경(TEM; Transmission Electron Microscope) 

높은 전압의 전자 빔을 쏘아 얇게 자른 생물의 조직을 투과하게 함으로써 물체의 모습을 수십만 배 이상으로 확대하여 관찰할 수 있는 투과 전자 현미경은 주사 전자 현미경과는 달리 시료의 얇은 단면을 볼 수 있습니다. 전자를 투과시켜서 관찰하기 때문에 관찰을 하고자 하는 물체를 천분의 1 밀리미터 이하로 얇게 자르거나, 전자가 투과할 수 있는 필름에 얇게 바르기도 합니다. 물체가 전자를 투과해야 하기 때문에 투과 전자 현미경의 중간 부분에 관찰하고자 하는 시료를 놓게 됩니다.

▲ TEM과 관찰 사진(적혈구)(출처: 에듀넷) 

[자료출처: 에듀넷]