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현미경

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현미경(Microscope, 顯微鏡)은 맨눈으로 불 수 없을 만큼 작은 물체나 물질을 확대하여 관찰하는 도구이다. 일반적으로 현미경은 광학현미경을 가리킨다. 현미경은 1세대인 광학현미경, 2세대인 전자현미경, 3세대인 원자현미경으로 발전했다.

역사

현미경의 탄생은 렌즈의 탄생과 시기가 같다고 할 수 있다. 을 이용한 광학현미경은 렌즈를 이용하여 을 굴절시켜 인간의 눈 뒤에 맺히는 상을 실제보다 크게 만드는 것으로, 렌즈만 개발된다면 현미경과 같은 역할을 하는 장치를 만들 수 있다고 쉽게 유추해 낼 수 있다. 그렇기 때문에, 현미경을 누가 처음 발견했는가에 대해선 다양한 설들이 존재한다. 그러나, 실제로 쓸만한 현미경이 처음 개발된것은 16세기 후반이다. 최초의 현미경 발명자로는 한스 리퍼세이(Hans Lippershey), 한스 얀센(Hans Janssen), 그리고 한스 얀센의 아들 자카리아스 얀센(Zacharias Janssen)이 꼽힌다. 처음으로 이러한 장치에 "Microscope"란 이름을 붙인 사람은 Giovanni Faber이다.[1]

종류

현미경의 종류는 작동 방식에 따라 광학현미경, 전자현미경, 원자현미경 등이 있다.

광학현미경

광학현미경은 가시광선 영역의 을 이용한 현미경으로, 가장 간단하고 널리 쓰이는 현미경이다. 광학현미경은 플라스틱이나 유리 등으로 이루어진 렌즈를 이용하여 눈에 들어오는 상의 크기를 확대하는데, 이론상 1500배 확대했을때 해상도는 0.2마이크로미터 정도이다.

전자현미경

이 부분의 본문은 전자현미경입니다.

전자현미경 대신에 전자를 사용한 현미경으로, 전자빔을 가속 시켰을 때에 가시광선에 비해 훨씬 짧은 파장을 만들 수 있어 광학현미경에 비해 해상도가 높다. 그러나 전자빔은 공기 분자와 부딪혀 산란될 수 있기 때문에, 전자현미경을 사용하기 위해선 고진공이 필요하다.

전자현미경에서는 광학 렌즈 대신에 전자기장을 이용한 렌즈를 사용하는데, 이를 이용해 전자빔의 크기나 방향등을 조절할 수 있다.

전자현미경에는 크게 두가지 종류가 존재한다.

원자현미경

원자현미경은 그 영명인 Scanning Probe Microscope에서 볼 수 있듯이 특별히 제작한 탐침(프로브)을 이용하여 관찰하고자 하는 물체의 표면을 터널링 효과를 이용하여 “보는” 현미경이다. 원자 현미경은 시료를 올려두는 제물대 대신 어레이(array)를 사용한다. 주사 터널링 현미경이 대표적이다.

주석

  1. Korean J. Electron Microscopy 33(2), 93~104(2003), [논문 바로가기]