현미경의 해부학: 소개

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현미경은 작은 물체의 확대된 시각적 또는 사진 이미지를 생성하도록 설계된 도구입니다.현미경은 표본의 확대된 이미지를 생성하고, 이미지의 세부 사항을 분리하고, 세부 사항을 사람의 눈이나 카메라에 볼 수 있도록 하는 세 가지 작업을 수행해야 합니다.이 장비 그룹에는 대물렌즈와 콘덴서가 포함된 다중 렌즈 디자인뿐만 아니라 돋보기와 같이 종종 손으로 잡을 수 있는 매우 간단한 단일 렌즈 장치도 포함됩니다.

그림 1에 표시된 현미경은 1660년대 영국의 현미경학자인 Robert Hooke가 발명한 간단한 복합 현미경입니다.아름답게 제작된 이 현미경은 표본 근처에 대물렌즈가 있고 현미경 몸체를 돌려 대물렌즈를 표본에 더 가까이 또는 더 멀리 이동시켜 초점을 맞춥니다.접안 렌즈는 현미경 상단에 삽입되며, 많은 경우 시야의 크기를 늘리기 위해 배럴 내에 내부 '필드 렌즈'가 있습니다.그림 1의 현미경은 그림 1에도 설명된 오일 램프와 물이 채워진 구형 저장소를 통해 조명됩니다. 램프의 빛은 저장소를 통과할 때 확산된 다음 저장소에 부착된 렌즈를 사용하여 표본에 초점을 맞춥니다. .이 초기 현미경은 색수차(및 구면수차)로 인해 어려움을 겪었으며 백색광으로 본 모든 이미지에는 파란색 또는 빨간색인 '후광'이 포함되어 있었습니다.

많은 현미경 사용자가 직접적인 관찰에 의존하기 때문에 현미경과 눈의 관계를 이해하는 것이 중요합니다.우리의 눈은 스펙트럼의 가시 부분에서 색상을 구별할 수 있습니다. 보라색에서 파란색, 녹색, 노란색, 주황색, 빨간색까지;눈은 자외선이나 적외선을 감지할 수 없습니다.눈은 또한 검은색에서 흰색까지 그리고 그 사이의 모든 회색 음영에 이르는 밝기나 강도의 차이를 감지할 수 있습니다.따라서 이미지가 눈에 보이려면 이미지가 가시 스펙트럼의 색상 및/또는 다양한 수준의 빛 강도로 눈에 표시되어야 합니다.색을 감지하는 데 사용되는 망막의 눈 수용체는 원추 세포입니다.색상이 아닌 강도 수준을 구별하는 세포는 막대 세포입니다.이 세포는 눈 안쪽 뒤쪽의 망막에 위치합니다.홍채, 구부러진 각막, 수정체를 포함한 눈의 앞쪽(그림 2 참조)은 각각 빛을 받아들이고 망막에 초점을 맞추는 메커니즘입니다.

이미지가 선명하게 보이려면 충분한 시야각으로 망막에 퍼져야 합니다.빛이 인접하지 않은 망막 세포 열에 떨어지지 않는 한(이미지의 확대 및 확산 기능) 밀접하게 누워 있는 세부 사항을 분리된(해상된) 것으로 구별할 수 없습니다.또한, 확대되고 분해된 이미지를 볼 수 있도록 인접한 세부 사항 및/또는 배경 사이에 충분한 대비가 있어야 합니다.

모양을 바꾸는 눈의 수정체 능력이 제한되어 있기 때문에 눈에 매우 가까이 있는 물체의 이미지가 망막에 초점을 맞추도록 할 수 없습니다.허용되는 일반적인 시청 거리는 10인치 또는 25센티미터입니다.

500여년 전에 간단한 유리 돋보기가 개발되었습니다.이것은 볼록 렌즈였습니다(주변보다 중앙이 더 두꺼움).그런 다음 물체와 눈 사이에 배치된 돋보기를 사용하여 표본이나 물체의 초점을 맞출 수 있습니다.이 '간단한 현미경'은 망막의 시야각을 증가시켜 확대하여 망막에 이미지를 퍼뜨릴 수 있습니다.

'간단한 현미경' 또는 돋보기는 1600년대 Anton von Leeuwenhoek의 작업에서 최고 수준의 완벽함에 도달했습니다. 그는 단세포 동물(그는 '동물'이라고 불렀음)과 심지어 일부 동물도 볼 수 있었습니다. 그림 3에 설명된 것과 유사한 간단한 현미경을 사용하여 더 큰 박테리아를 관찰합니다. 관찰자의 눈에 가깝게 유지된 이러한 돋보기에 의해 생성된 이미지는 마치 물체 자체와 렌즈의 같은 쪽에 있는 것처럼 나타납니다.눈에서 10인치 떨어진 것처럼 보이는 이러한 이미지를 가상 이미지라고 하며 필름에 담을 수 없습니다.