현미경의 기본 구조와 원리
일반적인 생물 현미경은 주로 대물렌즈와 대안렌즈, 경통, 스테이지, 반사판으로 이루어집니다. 스테이지 위에 놓인 물체는 대물렌즈를 통해 확대됩니다. 대상 물체에 초점을 맞추면 확대된 화상을 대안렌즈를 통해 관찰할 수 있습니다. 반면, 디지털 마이크로스코프은 카메라와 확대 광학을 이용해 실시간 화상을 모니터에 출력합니다.
망원경 역시 비슷한 구조를 갖지만, 멀리 있는 물체를 관찰하는 데 사용된다는 점이 다릅니다. 망원경은 별이나 다른 멀리 떨어진 물체에서 나오는 빛을 대물렌즈를 통해 수집하고 초점까지 굴절되는 빛을 대안렌즈를 통해 조절합니다. 반면, 현미경은 물체 위나 물체를 통과하여 빛을 방사하도록 설계되어 있으며, 투과광이나 반사광을 대물렌즈나 대안렌즈를 통해 확대합니다.
현미경의 기능
생물 현미경은 각기 다른 배율의 대물렌즈 여러 개를 이용하여 표본의 화상을 정밀하게 만들어냅니다. 현미경의 배율은 대물렌즈 배율과 대안렌즈 배율을 곱한 값입니다.
그러나 현미경의 성능은 배율에 의해서만 결정되는 것이 아니며, 해상도 역시 중요한 요인입니다. 해상도는 광점 2개를 별도로 식별하는 능력이며, 별개의 물체로 구별되는 두 지점 사이의 가장 짧은 거리로 표현됩니다. 작은 물체를 시각화하려면 높은 배율이 필요하지만, 해상도는 선명도만을 결정합니다. 광학 현미경의 경우, 가시광선의 파장 효과(400~800 nm)로 인해 가장 높은 해상도가 이론적으로 약 100~200 nm로 제한됩니다. 높은 해상도가 필요할 때는 전자 현미경 이용을 고려하십시오.
개구수(NA)는 대물렌즈의 성능을 고려할 때 중요한 요인입니다. 개구수(NA)가 증가하면 렌즈의 해상도와 밝기가 개선됩니다. 현미경을 선택할 때는 이미지 처리 대상이 되는 표본을 기초로 렌즈의 개구수(NA)와 배율, 해상도를 점검해야 합니다.
불완전한 렌즈 형태로 인해 발생하는 수차, 왜곡 또는 번짐 현상은 렌즈 성능에 영향을 미치는 또 다른 요인입니다. 수차를 철저하게 보정하면 렌즈의 성능이 높아집니다.
