실험2. 현미경의 해상력1. 실험목적현미경의 올바른 사용법을 익힌다.프레파라트를 제작하는 방법을 안다.현미경의 해상력을 이해한다.2. 관련이론현미경은 배율과 해상력으로 성능이 구분된다. 배율이란 물체를 얼마나 확대하는가를 나타내는 척도로 대물렌즈의 배율과 접안렌즈의 배율의 곱으로 나타낸다. 즉 대물렌즈의 배율이 20배이고 접안렌즈의 배율이 10배이면 현미경의 배율은 200이다. 반면 해상력이란 확대된 상이 얼마나 뚜렷하게 구별되는가를 나타내는 척도이다. 해상도는 근접한 두 점을 두 점으로 분별할 수 있는 최소의 거리를 말하며 그 현미경의 성능을 나타낸다. 사람 눈의 해상력은 약 0.1㎜(0.1㎜까지 떨어져 있는 두 점을 분리해 볼 수 있음)이고 광학현미경의 해상력은 약 0.2㎛이면 전자현미경의 해상력은 약 0.2㎚이다.관찰하는 시료의 구조를 자세히 볼 수 있는 능력인 해상력(분해능)은 현미경의 성능을 좌우하는 조건의 하나이지만 대물렌즈의 성능에 의해 결정된다. 따라서 대물렌즈와 접안렌즈와의 조합에 의하여 아무리 배율을 증가시키더라도 대물렌즈의 성능이 나쁘면 흐릿한 상이 단순히 확대될 뿐으로, 미세한 구조의 식별은 되지 않는다.해상력은 δ＝λ/2NA현미경으로 작은 물체를 관찰하면, 그 물체로부터 투시되는 빛은 원래의 방향에서 굴절된다. 물체가 작으면 작을수록 더욱 심하게 굴절된다. 미세한 구조를 관찰할 때 선명한 상을 얻으려면 현미경의 대물렌즈가 이 굴절된 빛을 가능한 한 많이 모아야한다. 이를 위해 대물렌즈가 큰 입체각을 갖고 있으면 더 좋다. 두 개의 대물렌즈를 비교하기 위해서는 개구수(NA)가 정의되어야 한다. 이것은 하나의 대물렌즈가 커버하는 입체각을 재는 것이다.개구수(Numerical Aperture)= N.A. =sin는 대물렌즈의 열린각도의 1/2를 의미한다. 대물렌즈와 물체 사이에 공기(굴절율 n=1)가 존재하면 이 형식이 유효하다.접안렌즈 단독배율의 선택은 일반적으로 현미경의 총배율이 대물렌즈의 개구수(대물렌즈로 들어오는 빛의 퍼진 각과 렌즈·시료간의 매질에 의하여 결정되는 수치로서 NA로 쓰며 대물렌즈 통에 그 값이 기록된다)의 500배이상 1000배 미만이 되어야 한다. 이것이 올바른 배율의 범위이다. 해상력은 그것으로 식별되는 두 점의 최소거리 d로 표시되며, 조명광의 파장을 λ, 대물렌즈의 개구수를 a라고 하면,d＝λ/a로 주어진다. 따라서 파장이 짧은 빛으로 조명할수록, 또한 개구수가 큰 대물렌즈를 사용할수록 해상력은 좋아진다.대물렌즈3. 준비물 및 실험 방법(1) 준비물생물현미경, 슬라이드글라스, 커버글라스, 색지, 핀셋, 안전면도날, 거름종이, 스포이드, 물이 담긴 비커,(2) 실험방법가. 프레파라트 만들기① 색지를 슬라이드 글라스 위에대고 면도날로 가로세로 5㎜ 자른다.② 핀셋으로 색지를 슬라이드 글라스에 올려 놓는다.③ 스포이트로 물을 한 방울 떨어뜨린다.④ 커버글라스를 45°정도 비스듬히 기울여서 공기가 들어가지 않도록 덮은 후 거름종이로 물을 닦는다.⑤ 기포가 생길시 기포가 생긴 반대쪽을 손가락으로 누르고 기포가 생긴 쪽의 커버글라스를 면도날로 살짝 들었다 놓아 기포가 없어지도록 한다.물이 골고루 퍼지지 않았으면 다시 스포이트로 물을 한 방울 떨어뜨린 후 위의 과정을 반복한다.⑥ 프레파라트 주위에 물을 닦는다.나. 상찾기① 현미경의 전원을 켜고 빛의 세기를 6으로 맞춘다.② 조리개를 연다.③ 조동나사를 두 손으로 움직여서 제물대와 대물렌즈 사이에 공간을 확보한다.④ 회전판을 돌려 10배 대물렌즈가 중앙에 오도록 한다.⑤ 제물대 위에 프레파라트를 올려놓은 다음 클립 조절나사를 이용해 가운데에 오도록 한다.⑥ 옆에서 보면서 두 손으로 조동나사를 천천히 돌려 대물렌즈와 프레파라트가 거의 근접하도록 한다.⑦ 눈으로 접안렌즈를 들여다보면서 눈폭 조절판을 두 개의 원이 하나로 보이도록 자신의 눈에 맞게 조절한다.⑧ 조동나사를 돌려 내려가면서 상을 찾고, 미동나사로 초점을 조절한다.⑨ 고배율로 관찰하려면 이 상태에서 전환기를 돌려 대물렌즈를 선택하고, 미동나사만 조절하면 쉽게 상을 찾을 수 있다.⑩ 관찰하고 스케치한다.다. 관찰① 색지를 10×10=100X의 배율로 관찰한다.② 현미경으로 관찰한 결과를 색연필로 그린다.5. 고찰색지를 잘라 눈으로 보았을 때 색지는 갈색을 띠고 있었다. 하지만 생물 현미경으로 관찰한 결과 색지는 노란 바탕에 일정한 규칙으로 배열된 갈색의 점들로 구성되어 있었으며 그 사이사이에 붉은색의 점들이 보였다. 해상력이라는 개념을 처음 접하고 실험을 통해서 물체의 근접한 두 점을 두 점으로 구분하는 능력이 어떤 것인지 뚜렷이 알 수 있었다. 우리의 눈(약 0.1㎜)과 현미경의 해상력(약0.2㎛)의 차이를 확실히 알 수 있었으며 높은 해상력을 가진 현미경을 통해 우리는 한가지 색으로만 인식할 수 밖에 없었던 색지가 일정한 규칙을 띄는 점들과 다른 바탕색 및 붉은 점까지 구별할 수 있게 되었다.
