* Filter의 종류1. 구조(structure)에 따른 분류A. Active filter-증폭소자 RC interstage, LC interstage Op-Amp-Op-Amp에 의해 upper limit이 정해짐-현 Op-Amp의 제한 주파수 1GHzB. Passive filter : 무손실 소자 L , C- Lumped-Element Filter소자에서의 전압의 강하만을 고려함 , 주파수 측면에선 전기적길이가 없다고 간주함, 즉 길이에 대한 위상이 입출력에서 동일함ex) R, L, C Filter(측정 기준 1MHz), Piezoelectric(압전 소자) , magnetostructive(자성체구조), electromechanical- Distributed-Element Filter : 전압강하 및 Matching Network 을 고려하여 주파수 측면에서 전기적으로 신호가 소자 내에 분포되어 있다고 봄.ex) Transmission-Line(microstrip 등), Cavity( Helical , Coaxial , Waveguide )2. 주파수(Frequency Spectrum)에 따른 분류A. Low Pass FilterDC에서 원하는 차단주파수 이내의신호만을 통과B. High Pass Filter원하는 차단주파수 이상의신호만을 통과C. Band Pass Filter원하는 대역폭만큼의 통과대역주파수 성분만을 통과D.Band-Stop Filter or Band-Reject Filter원하는 대역내의 신호성분을저지하는 필터E. All Pass Filter모든 주파수 성분의 Magnitude는 통과시키고 위상만을 지연시키는 필터, Delay Line 선형 증폭기에 사용되며 실제 구현은 초광대역 대역통과필터(Ultra Wide BPF)로 함* Filter의 성능을 나타내는 것들- 크기 관련 :o 통과대역내 삽입손실 , ripple 특성 및 반사특성(입력 및 출력임피 단스)o 차단대역에서의 저지특성(rejection level)- 위상관련 :o Groupation특성을?→ T-type? pai-type으로 회로를 구현한다.2. Butterworth Filter전달함수 →2항급수(binomial series)를 이용 전개하면그림3)Butterworth Low Pass Filter Frequency Characteristic위 식을 미분하면 (2n-1)차 도함수까지의 인수를 가지므로에서 모든 도함수는 0이 된다. 즉 차단주파수보다 낮은 주파수(near)에서의 도함수가 주파수에 따라 미세하게 변화하므로 함수가 최대평탄(Maximally Flat) 특성을 갖는다.3. Chebyshev Filter전달함수그림4) Chebyshev Low Pass Filter Characteristico 필터의 감쇠량(attenuation)단수 n에 의해 감쇠량이 결정됨o 리플은o 원하는 필터의 감쇠 특성을 얻기 위한 필터의 단수는로 표현된다.o Prototype Element Value :,,wherethe inductance of a series coilor the capacitance of shunt capacitorthe generator resistanceif, but isdefined as the generator conductanceifthe load resistanceif, but isdefined as the load conductanceif그림5) Prototype Circuit* 대역통과 여파기(Band Pass Filter) 설계BPF 설계법 1. Direct Conversion Method2. Inverter Method1. Direct Conversion Method에 의한 BPF Design→ LPF Prototype로부터 BPF Design그림1. LPF Prototype Circuit→그림2. Prototype LPF Characteristic까지의 sweep을 다 사용하면서 원하는 주파수 대역(Pass-Band)으로주파수를 이동시키면 원하는 대역통과필터 특성을 얻을 수 있다.그림3. BPF CharactResonator Susceptance Curve그림10. Capacitor의 소자변환,3. LPF Prototype의 BPF로의 변환그림11. LPF Prototype Circuit그림12. BPF CircuitDirect Conversion BPF Method : 잘 사용되지 않으며 실제 구현시는 Inverter를 사용한 구조를 이용 단 Ultra Wide Banbd Pass Filter에 사용단점 : spec이 주어지면 소자값이 고정, 미세한 소자값 변화에 의해서도 특성이 악화된다2. Inverter Method에 의한 BPF Design- Inverter : Image Parameter로부터 유도- Definition : Image Impedance → KImage Admittance → JPropagation Constant→이상적인 Inverter를 구현하는 것은 실제 불가능하며 Filter의 구조에 따라 근사화 한 회 로를 이용 Passive 논문의 소재가 다양해 짐- Inverter의 특성 → 소자의 특성을 반대로 변환그림1.Transformer Circuit그림2. J-Inverter CircuitJ-Inverter회로를 부하로 종단시키면이므로 인덕터가 커패시터로 보이며 유사하게 부하가인 경우는 인덕터로 변환된다.그림3. LPF Prototype Filter1. Inverter를 이용한 BPF그림4. Direct Conversion Method BPF고주파 회로에서는 직렬공진기를 만들기 쉬운 구조에서는 병렬공진기의 구현이 어렵고반대로 병렬공진기를 구현하기 쉬운 구조에서는 직렬공진기의 제작이 어렵다.Wave Guide Filter : Perallel Resonator → 제작 난해Series Resonator → 제작 용이Microstrip Structure : Perallel Resonator → 제작 용이Series Resonator → 제작 난해Dielectric Resonator : Perallel Resonator로 제작Series Re 특성이 동일할 조건이므로 각 인버터 값은(7)(8)(9)식을 변형하면(10)(11)(12)식 (10), (11), (12)에서 J-inverter는 모든 주파수에 대해 상수값을 갖아야 하므로 분자와 분모의 각 주파수 함수의 주파수에 대한 변화량 즉 경사도가 같아야 한다.즉 분모는의 함수이고 분자는의 함수이므로 두 함수의 경사도가 같기 위해서는(13)으로과에서의 특성이 동일하고 모든 주파수에 대해 일정하면 J-inverter는 모든 주파수에 대해 상수값을 갖는다(와의 주파수 특성이 동일하게 변화 한다면 좌변의는 상수처럼 보인다) 따라서 인버터를 사용한 대역통과필터의 주파수 변환함수는 다음과 같이 비례식으로부터 구해지며: Frequency Mapping Function (14)각 인버터 값은 다음과 같다.(15)(16)(17)ifthan로 대체하면 Inverter의 상수값을 결정해준다.Lumped Circuit의 경우(17-1)cf ) ideal inverter의 경우 식(17-1)은 각 소자의 리액턴스와 서셉턴스의 값을 각각 비교하여 구한 direct conversion 수식과 같다where,Admittance Slope Parameter를 다음과 같이 정의하면이므로 Lumped-Element Distributed-Element에 무관하게 중심주파수에서 공진기의Slope Parameter만 동일하면 된다.(18)(19)(20)그림7. 이상적 J-inverter로 구현된 BPF CircuitJ-inverter로 구현된 BPF에서는 공진기의 소자값을 설계자가 임의로 결정하면 각 인 버터의 값을 계산할 수 있으며 아래 그림과 같이 각 인버터의 Negative Capacitance 병렬 공진기에 포함하여 계산된다.그림8. 인버터 값의 변환그림9.-Inverter를 변형하기 위한 회로도1그림10.-Inverter를 변형하기 위한 회로도2-Inverter를 변형하기 위해 두 회로의 입력어드미턴스를 구하면(21)위 식으로부터 각 임력어드미턴스가 동일하면 첫 번째 단의 Inrter로 동작하기 위해라 가정하면(c)(2사분면) and (d)(3사분면)를 대입하면분자분모식 (1)에서이므로 식을 변형하면이므로thanthan∴3. J-Inverter(a)∴,를 代入(Lossless)∴(2사분면의 각)(b)∴,를 代入(Lossless)∴(4사분면의 각)(c)(d)그림 (c)와 (d)의 두 회로를 전송선로부와 Reactive Element로 분할 회로의 전 체 ABCD Parameter를 구하면(1)(2)(3)(4)두 회로의 영상 위상을 구하면두 회로가 J-inverter로 동작하기 위해라 가정하면(c)(1사분면) and (d)(4사분면)를 대입하면분자분모식 (1)에서이므로 식을 변형하면이므로thanthan∴참고 : Derivation of Elements Value for Band-Pass Filter Using J-Inverter Structure1. J-Inverter Structure그림1. C로 구현된 J-Inverter 그림2. C로 구현된 J-Inverter그림3. 직렬C와 병렬L로 구현된 J-Inverter 그림4. 직렬L과 병렬C로 구현된 J-Inverter2. Inverter Condition2-1. Case3 직렬 커패시터와 병렬 인덕터로 구현된 J-Inverter,를 代入(1)(2)위상상수의 조건으로부터가 되기 위해서는(3)식 (3)의 조건을 (1)식에 대입하면(4)식 (4)로부터 인버터를 구성하는 직렬 커패시터 및 병렬 인덕터의 소자값은(5)2-2. Case4 직렬 인덕터와 병렬 커패시터로 구현된 J-Inverter,를 代入(6)(7)위상상수의 조건으로부터가 되기 위해서는(8)식 (3)의 조건을 (1)식에 대입하면(4)식 (4)로부터 인버터를 구성하는 직렬 인덕터 및 병렬 커패시터의 소자값은(5)3. Derivation of Elements Value3-1. case1 C로 구현된 J-Inverter 구조의 BPF(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)3-2. case2 L로 구현된 J-Inverter 구(50)
*이제 투과전자 현미경(TEM)에 대하여 알아보도록 하겠습니다.*투과전자 현미경의 원리와 응용1. 머 리 말투과전자현미경(TEM:transmission electron microcope)은 생물, 의학, 재료 등 거의 모든 자연과학과 기술의 연구에서 필수적인 도구로 활용되고 있는 데, 이는 전자현미경의 해상력이 뛰어나서 미시적인 내부구조를 고배율로 확대하여 직접 관찰할 수 있고 마이크론 이하의 국부적인 영역의 화학조성까지도 정확하게 분석할 수 있기 때문이다. 재료의 모든 물리, 화학적인 성질은 미세조직과 직접적으로 연관되어 있어서 조직을 구성하고 있는 각종 상과 결함의 종류와 밀도, 형상과 크기 및 분포, 화학조성 그리고 국부적인 편석 등에 대한 정확한 계측을 필요로 한다. 물질의 미세조직과 관련하여 고분해능(High Resolution) 투과전자현미경(HRTEM)으로는 원자크기 정도의 미세조직과 약 1,000nm3 이하의 작은 부피를 구성하고 있는 미세조직 구성성분에 대하여 구조와 화학성분을 정량화할 수 있다. 특히 지난 20여년에 걸쳐 이재료과학의 발전과 다양한 종류의 산소재의 개발에는 투과전자현미경의 역할이 매우 컷다고 말할 수 있다. 그림 1은 본원에 도입된 가속전압 300keV의 HRTEM으로 분해능은 0.18 nm이다. 따라서, 본 논고에서는 투과전자현미경의 개발역사와 그 원리를 설명하고 이를 이용한 응용 예를 간략히 소개하고자 한다.2. 투과전자현미경의 발전역사투과현미경(TEM)의 발전은 입자물리와 전자기학의 발전과 그 궤를 같이 한다. TEM의 근원은 1929년 독일의 Ernst Ruska가 음극관의 연구 중에 직경 0.3mm인 양극 조리개의 영상을 확대시킨 실험에 있다. 이 성과는 초점거리가 작은 전자기 렌즈를 고안할 수 있었기 때문인데, 1925년에 de Broglie의 입자파동이론을 이해하지 못한 채 전자빔으로 물체의 영상을 확대시킬 수 있음을 증명해준 획기적인 사건이었다. 1931년 4월 7일 Ruska는 백금 그리드를 전자빔으로 2단계 응하여 산란된다. 첫 번째 경우를 탄성산란(elastic scattering)이라 한다. 탄성산란으로 입사전자의 진행방향이 변화되지만, 에너지의 감소는 없거나 무시할 수 있을 정도로 적다. 전자빔 회절이 이에 속한다. 두 번째의 경우는 비탄성산란(inelastic scattering)이라 하는데, 가속전자가 전자각에 있는 전자와 충돌하여 특정의 에너지를 잃게 되는 반응이다. 비탄성 산란으로 손실된 에너지는 항상 새로운 신호를 발생시킨다. 2차 전자, X-선과 Auger 전자 등이 이에 속하며 시편 내의 화학조성과 원자결합에 관한 정보를 가지고 있다. 그림 2에는 가속전자가 시편을 통과하면서 일어나는 상호작용과 이로부터 얻어지는 정보의 내용을 나타냈다.3.1. 원자핵과의 반응원자핵은 가속전자에 비하여 질량이 무척 커서 시료의 표면부위에서 원자핵과 탄성충돌된 전자는 밖으로 튕겨나간다. 이를 후방산란전자(back scattered electron)라 한다. 원자번호가 높은 원자일수록 많은 양의 전자가 후방으로 산란시킨다. 후방산란전자를 수집하여 시편의 평균 원자번호와 구성원소의 차이에 의한 상의 구별이 가능하다. 결정질의 시료에 있어서는 원자핵과 탄성산란한 전자들이 특정한 방향으로 모여서 강한 전자빔으로 진행하는데, 이를 회절이라고 부른다. 이 전자회절빔에는 산란원들(즉, 원자들)의 상대적인 배열에 관한 정보를 포함하고 있어서 결정구조의 분석과 암시야상을 구성하는데에 쓰인다. 가속전자가 핵의 주위를 통과하면서 비탄성산란을 하는 경우가 있는데 이때 잃어버린 에너지는 시편을 가열시키거나 혹은 새로운 전자파로 발생되어 연속 X-선으로 나타난다. 이때 발생하는 X-선은 핵과 비탄성 산란 정도에 따라서 에너지가 0에서 입사전자의 에너지까지 연속적으로 변화하는데, EDS의 배경 X-선이 되며 시편의 전체 질량에 관계된다그림 2. 전자와 물질의 상호작용 및 이로부터 얻어지는 정보의 내용3.2.전자각과의 반응가속전자가 질량이 동일한 원자의 내부전자각(결합에너지 큼)과 충돌하면, column) 부분에 대한 개략적인 내부구조를 나타낸다. 원통부는 전자총(electron gun) 부분, 전자빔을 모으는 conden- sing system, 영상을 만들고 확대시키는 영상시스템과 투영시스템, 그리고 관찰 및 기록용 필름이 들어있는 관찰 및 기록 시스템으로 나누어 진다. 전자총에서 나온 전자빔은 가능한 한, 밝고 장시간 안정하여야 한다. 조사시스템은 관찰시료에 입사되는 전자빔의 세기를 조절하고 빔의 수렴각 등을 선택하는 역할을 하여, 전자빔을 넓은 영역에 균일하도록 쪼여주거나 혹은 수 nm의 작은 탐침을 시료표면에 형성시키는 등의 조작이 가능하다. TEM 시편은 직경이 3mm로 표준화되어 있어서 관찰영역의 두께가 100nm 정도로 얇은 디스크 형태이다. 시편 지지대는 작은 시료를 움직이거나 회전 혹은 양축으로 기울일 수가 있는 고니오미터이고 대물렌즈 내의 좁은 공간에 위치한다. TEM의 1차 영상은 대물렌즈에 의하여 형성되고 다수의 렌즈들이 대물렌즈의 영상을 점차 확대시켜 형광판에 최종 확대된 영상을 형성시킨다. 따라서, 대물렌즈는 TEM의 영상의 질을 좌우하는 TEM의 심장과 같이 중요한 부품이다. TEM에서는 다음에 설명할 명시야상(BF; bright field image), 암시야 상(DF:dark field image)과 제한시야 전자회절(SAED:selected area electron diffraction)패턴을 손쉬고 빠르게 선택할 수 있도록 고안되어 있다. 형관판 아래에는 카메라가 위치하여 영상은 음화로 기록된다. 음화를 현상, 인화하여 사진으로 만들어 분석하거나 보관한다. 따라서, 암실에서의 사진작업도 TEM작업의 일부로 간주된다. 최근에는 TV 카메라나 CCD 디지탈 카메라를 부착하여 영상의 관찰과 영상처리가 암실없이도 처리할 수 있어 크게 편리해지고 있는 추세이다.그림 3. 빛 경로도로 나타난 투과전자현미경의 구조도5. 전자의 성질과 전자기 렌즈5.1. 가속전자의 에너지와 파장전자는 음전하를 띄고 있어서 전기장 내에서 양극으서처럼 위치에 따라 변한다. 전자는 경통을 따라서 일정한 속도로 이동하여 속도벡터는 일정하고 자속밀도는 광축과의 위치에 따라 변한다. 따라서, 광축과 평행하게 움직이는 전자의 이동경로는 폴피스 내에서 자장의 국부적인 변화에 의하여 정해진다.그림 6. 광원 렌즈에서 출발한 빛이 대물렌즈를 거쳐 Gaussian 영상면에 영상이 생성되기까지의 개략도그림 7. Paraxial 근사식에 의한 전자기 렌즈의 초점작용원통형 전자기 렌즈에서 자속밀도의 분포는 광축에 대하여 원주대칭을 이룬다. 이러한 자장 내에서 전자의 이동경로를 이해하려면, 광축에 원점을 둔 원주좌표계로 표시하는 것이 편리하다. Paraxial 근사조건에서는 광축에 가깝게 이동하는 전자만을 고려하고 전자의 궤적이 광축과 평행하여 dr/dz 0이 성립되고 축방향과 평행한 속도 성분 vz 만을 고려한다. 이에서 z에 따른 다른 r의 위치(즉, 광축으로부터 전자의 경로)는 광축방향 자속밀도(Bz)의 함수로 다음과 같이 나타낸다. (3) 이 식은 원주대칭의 자속밀도를 갖는 원주형 폴피스 내에서 전자의 궤적을 나타내는 식으로 paraxial 식이라 한다. 그림 6에 전자의 paraxial 운둥을 표시하였다. 이제 자장의 세기가 종모양의 분포를 갖는 폴피 스의 경축을 따라서 지나가는 전자의 경로를 위의 paraxial식으로 계산할 수 있다. 그림 7에서 광축의 A를 지나는 전자의 경로를 구하기 위하여 A와 다시 광축과 만나는 점 B 사이를 적분하면, rm d rover dz |_B ``-``d rover dz |_A `` =`` - e over 8mV cdot r_o int from A to B B_z^2 ``dz (4) 그림 7에서 a와 b는 각각 렌즈로부터 A와 B까지의 거리이고 ro는 z=0에서 r의 위치이므로 식(4)은 (5) 가 된다. 만약 으로 놓으면, 윗식은 잘 알려진 다음과 같은 렌즈 방정식이되며 원주형 전자석은 볼록렌즈 역할을 한다. (6) 폴피스는 코일이 감겨진 전자석이므로 폴피스 내의 자속밀도는 ( (u, v)로 변화되었다. (x, y)를 실공간(real space) 좌표계이고 (u, v)를 역공간(reciprocal space) 좌표계라 한다. F(u, v)가 바로 TEM에서 전자회절 패턴이다. 후방 초점면의 회절점에서 전파되는 파동들도 서로 간섭하여 영상면에 A'으로 원래의 모습을 재구성한다. 영상면의 파동들도 서로 간섭하여 영상면에 A'으로 원래의 모습을 재구성한다. 영상면의 파동은 F(u, v)의 Fourier 변환식인 psi (x,y)로 표현되는데, 2회의 Fourier 변환으로 원래 실공간 좌표계로 환원된다. 즉, psi (x,y)는 f(x, y)를 매질공간에서 2 번 퓨리에 변환을하여 원래의 분포가 2차원적으로 확대되거나 회전된 셈이다. 이 과정에서 A는 A'으로 확대되는데, 배율은 b/a이다. 만약 렌즈와 광학 시스템에 결함이 없으면, A'을 A의 가우시안 영상이라 한다그림 8. Abbe의 Gaussian 영상형성이론6.2.TEM의 분해능렌즈시스템의 분해능(resolution 또는 resolving power)이란 다른 물체가 영상에서 서로 다른 것으로 구별되는 최소거리이다. 그림 9는 이상적인 렌즈에서 형성된 가우시안 영상의 Rayleigh의 분해능에 관한 정의를 나타낸다. 무한히 작은 바늘구멍의 영상은 렌즈작용으로 확대된 특정 크기의 Airy ring으로 형성된다. 서로 다른 인접한 두 개의 작은 구멍이 영상면에서 서로 다른 구멍으로 구별되려면, 두 구멍은 최소한 다음의 거리만큼 떨어져 있어야 한다. (8) 여기서 NA=n sin은 굴절계수, α는 광학시스템의 조리개 크기이다. 파장이 작을수록 Rayleigh의 분해능은 작다. 파장이 200nm보다 큰 자외선을 광원으로 사용하는 광학현미경에서는 NA60°인 경우에 이론족인 Rayleigh의 분해능 최저값은 100nm 이상이다. 가시광선을 광원으로 사용하는 광학현미경의 분해능은 이보다 더 크다. 100kV의 가속전자를 사용하는 TEM의 경우에는 파장이 0.0375Å이고 sinα α(수 m다.
현미경의 종류와 구조1. 서론미생물은 크기가 너무 작아서 육안으로 구별하는 것은 매우 곤란하다. 그러므로 그 자세한 형태를 알기 위해서는 현미경을 사용해야 된다. 현미경은 광학렌즈를 이용하여 물체의 구조를 확대시켜 그 해상력을 증대시켜 주는 기구로써 미생물의 구조를 밝히는데 가장 중요한 기구이다. 현미경은 사용목적에 따라서 개발된 여러 종류의 현미경이 있으므로 구조를 이해하고 사용법을 잘 익혀야 한다.2. 현미경의 종류현미경의 종류에는 여러 형이 있지만 이것을 크게 둘로 나누면 광학현미경과 전자현미경으로 나눌 수 있다. 광학현미경에는 보통 사용되고 있는 단안현미경 외에 양안을 동시에 사용하는 쌍안현미경이 있고 그 사용목적에 따라서 다음과 같은 것이 있다.(1) 쌍안해부현미경)(stero dissecting microscope)윤안과 같이 반사공을 이용하여 물체를 입체적을 볼 수 있기 때문에 현미경 아래서 여러 조작을 해가며 사용할 수 있는 편리한 점이 있다. 배율은 비교적 낮아 10-50X정도이다.(2) 일반현미경(general microscope)보통 우리가 현미경이라고 부르는 것으로 물체에 빛이 투과되어야 볼 수 있기 때문에 피검체의 두께는 빛이 투과될만큼 얇아야만 보인다. 대물렌즈와 대안렌즈로 되어 있기 때문에 복합현미경(compound microscope)이라고도 한다. 단안(monocular)고 쌍안(binocular) 그리고 사진기를 부착하도록 된 3안(trinocular)이 있는데 기본 구조는 모두 같다.(3) 형광 현미경(fiuorescence microscope)생물체 내의 형광성 물질이 자외선에 의해 해광을 발하는 성질을 이용하여 관찰하는 현미경이다. 형광물질의 분포를 알거나 또는 형광색소로 생체염색하여 물질의 이동이나 세포의 투과성 등을 조사하는 데 쓰인다.(4) 위상차 현미경(phage contrast microscope)보통현미경으로 살아있는 세포를 보면 세포질은 대부분 투명하고 균질로 보인다. 우리는 이 속에 들어있는 서로 다른 물질을염색을 통해서 구별하는 것이 보통이지만, 위상차 현미경을 이용하면 염색하지 않은 살아있는 상태에서도 이를 볼 수 있다. 왜냐하면 구조 명암으로 나타나게 할 수 있기 때문이다. 피검체내 위상의 잔상을 나타내는 부분(예 : 염색체)이 다른 부분(예 : 세포질) 보다 어둡게 보이도록 설계된 위상판을 갖는 것을 positive 또는 dark contrast라 부르고 밝게 보이도록 된 것을 negative 또는 bright contrast라 부른다. 546nm의 파장에서 명암의 대조가 가장 잘 나타나기 때문에 녹색 필터를 사용한다. 생체 또는 고정상에서도 염색하지 않은 상태로 관찰할 수 있다.(5) 전자 현미경광선 대신에 전자선을 이용하여 광의 파장보다도 작은 것을 볼 수 있는 현미경이다. 보통 광학현미경에서 광파장은 420∼750nm의 범위로 한정되지만, 전자 현미경에서는 그 파장이 전자의 속도에 따르게 된다. 즉, 파장은 전자를 가속 시키는 전위차에 따라 변하며, 가속 전위차 제곱근의 역수에 비례한다. 전자 현미경을 사용하여 얻은 해상력은 광학적인 것이 100배 정도로 0.004μ정도까지 볼 수 있다고 한다. 생물조직의 초현미경적 구조의 대조를 높이기 위해서 오스미움산이나 인몰리브덴산과 같은 중금속원자를 함유하는 용액으로 조직 박편을 처리하면, 이들 원자는 조직의 특수한 부분에 선택적으로 흡수되기 때문에 그 부분에서 전자가 산란되어 내부의 대조를 높일 수 있게 된다. 이는 광학현미경에 있어서 조직 염색과 비교할 수 있으며 전자염색이라고도 한다. 염록체, 미토큰드리아, 편모, 염색체, 정자, 핵막 등이 전자현미경에 의해 자세히 알려졌다.(6)원자 현미경주사 터널링 현미경과 원자력현미경이 있다. 원자 현미경은 원자를 1, 2개 크기 정도로 가까이 접근시켰을 때, 원자 사이에 서 나타나는 전기의 흐름이나 작용하는 힘을 이용해서 원자의 모습에 대한 정보를 모아 컴퓨터로 사진을 합성하여 관찰한다. 따라서 원자 하나 하나를 바로 볼 수 있을 뿐 아니라 개개의 원자를 움직이거나 물질의 표면을 원자 단위로 정밀하게 변형시키는 일까지 가능하다3. 현미경의 구조(1) 기계적 장치1) 경각 : 현미경의 최 하부로 현미경 전체를 받치는 받침이다.2) 경주 : 보통은 경각의 후부로부터 거의 수직으로 세워져 있는 것으로 재물대, 경통, 조명장치, 조정 장차가 붙어 있다.3) 재물대 : 슬라이드글라스를 놓는 평평한 대이다. 중앙에 빛의 구멍이 있으며 구멍 좌우에 표분 (프 레파라이트)고정용 클립을 꽃을 수 있는 구멍이 있다. 또 클립 대신 표본가동 장치가 붙어 있는 것도 있다. 대형 현미경은 경통 대신 재물대가 상하로 움직인다.4) 경통 : 경통은 경주의 앞에 붙어 있으며 대안렌즈와 대물렌즈를 연결하다.5) 대물렌즈 교환장치 : 회전식 교환기로 여러 배율의 대물렌즈를 부착시키는 원판이다. 배율을 바꿀 때에는 자동적으로 현미경의 광축에 일치되도록 되어 있다. 저배율에서 고배율 로 바꿀 경우 초점은 위쪽으로 이동되어 있으므로 미동나사로 경통을 아래쪽 으로 내려서 초점을 맞춰야 한다.6) 조정장치 : 경통을 상하로 움직이게 하여 선명한 상이 맺어지게 하는 나사. 크게 움직이게 하는 조 동나사와 미세하게 움직이는 미동나사가 있다. 미동나사의 옆에는 측미나선이라는 눈금이 있는데 경통의 상하운동을 1∼2μ까지 읽을 수 있어 물체의 두께를 아는데 이용된다.(2) 광학적 장치현미경의 가장 기본적인 부분은 대안렌즈와 대물렌즈로 이들은 상을 맺게 하는데 직접관계하고 있다 조명장치(반사경, 조리개, 집광기, 필터)는 빛의 강도와 성질을 바꾸어 주는 역할을 한다.1) 대안렌즈 : 경통의 위에 설치되어 있으며, 대물렌즈에 의해 확대된 실상을 다시 확대하여 허상을 만드는 일을 한다. 대안렌즈는 보통2개의 렌즈로 되어 있는데 위의 볼록렌즈는 상을 확대하고 아래의 볼록렌즈는 시야를 넓게 해주는 역할을 한다. 양 렌즈의 중간 또는 밑에 둥근 구멍을 뚫린 금속판이 붙어 있다. 이 금속판의 면에 상이 맺도록 되어 있기 때문에 대안 마이크로미터, 십자선 유리판 또는 그 위에 바늘 등을 놓으면 시야속에 눈금이 나타나게 된다. 대안렌즈에는 3×, 5×, 10×, 15×, K8×의 표시가 있는 것은 보정 대안렌즈임을 말하는 것인데 이는 보정 대안렌즈의 경우 시야의 중앙은 확실히 보이나 주변부는 색이 흐려 잘 보이지 않는 결점을 보정시킨 것으로서 보정 대안렌즈를 쓰는 것이 좋다.2) 대물렌즈 : 경통의 아래 부분에 붙어있는 것으로 피검물의 1차상을 맺게 한다. 그 미세한 구조를 정확히 재현시켜 주는 해상력은 대물렌즈만이 결정한다. 대안렌즈는 그 이상의 미세한 점을 새롭게 추가시키는 일을 할 수 없다. 단 , 상을 적당히 확대하여 사람 눈에 쉽게 보이도록 하여 주거나 상을 다소 수정해 주는 역할뿐이다. 대물렌즈는 1조 또는 여러 조의 렌즈계로 구성되어 있으며, 구면, 색소차 등의 교정되어 있다. 렌즈에는 애퍼크로우매틱 대물렌즈가 있으며 이것은 반드시 보정대안 렌즈를 써야 한다. 고배율의 대물렌즈(93×, 100×)는 유침계이기 때문에 피검체나 커버글라스 윗면과 대물렌즈 사이에 시다유를 떨어뜨려 관찰한다.3) 반사경 : 반사경은 맨 밑에 부착되어 있으며, 한 면은 오목거울이고, 한 면은 볼록거울로 되어 있는데 필요에 따라 자유로이 사용할 수 있도록 되어 있다. 개량된 것 중에는 인공관을 쓰도록 전구가 붙어 있는데 이런 현미경에는 반사경이 없다.4) 조리개 : 광원으로부터 반사경을 통해 들어오는 빛은 너무 밝은 경우가 많아서 선명하지 못하게 된다 그러므로 이런 경우를 방지하기 위해서 조리개가 붙어 있도록 되어 있는데 연속적 변화가 불가능한 결점이 있다. 중형 이상의 현미경에는 홍채조리개로써 사진기와 같은 많은 반달판이 모여 중앙의 구멍을 자유로이 늘리거나 줄일 수 있게 되어 있다.5) 집광기 : 소형 현미경에는 반사경과 조리개뿐이지만, 개수구가 큰 대물렌즈의 경우에는 광원으로부터 들어오는 빛의 성질을 적당히 변화시키고자 할 때에는 집광기가 없으면 안 된다. 집광기는 1∼3매 또는 그 이상의 렌즈로 되어 있으며 볼록렌즈의 성질을 갖고 있다. 상단은 평면이고, 우수한 것은 구면수차나 색수차를 없앤 aplanat나 achromatic이 있다. 특수한 것에는 자외선을 투과시키는 석영지광기나 암시야 조명에쓰는 암시야 집광기가 있으며, 위상차 현미경의 집광기는 특수한 윤상조리개를 갖추고 있는 장치와 같이 붙어 있어 위상차 현미경에만 전용으로 쓰게 되어 있다.2. 현미경의 사용법1. 목적일반 현미경의 사용법과 취급법을 숙달시킨다.2. 재료와 기구
![[전자현미경] 투과전자현미경(TEM)](https://image4.happycampus.com/Production/thumbnail/2002/06/10/data1108309-0001.jpg)
![[전자현미경] 현미경의 종류와 구조](https://image4.happycampus.com/Production/thumbnail/2002/06/10/data1108303-0001.jpg)
