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광학, 전자, 주사 현미경의 분해능이란?

광학 현미경의 분해능

광학 현미경은 흔히 과학 실험에서 사용되는데, 전자 현미경에 비해 조작이 간단합니다.

현미경이라고 하면 일반적으로 광학 현미경을 말합니다.

대물 렌즈와 접안(대안)렌즈를 사용해, 빛을 렌즈에 조사해, 상을 묶도록 핀트를 맞추어 관찰합니다.

광학 현미경의 배율은 현재 성능이 좋은 것으로 1500배 정도입니다.

이용하는 빛의 파장이 광학 현미경의 분해능 한계이며, 대체로 빛의 파장이 0.4~0.7μm이므로 분해능도 0.4~0.7μm 정도입니다.

전자현미경과 비교해 분해능이 낮아지는 단점이 있지만 생체시료의 염색을 할 필요가 없는 것이 강점입니다.

광학 현미경의 분해능이 낮은 단점에 대해, 위상차 현미경, 미분 간섭 현미경이 개발되었습니다.

빛의 파장은 바꿀 수 없기 때문에 위상판 등을 사용해 그 파장의 위상을 어긋나게 함으로써 시료에 콘트라스트를 붙이는 데 성공했습니다.

현재는 위상차 현미경, 미분간섭 현미경의 개발로 생체시료의 관찰이 용이해졌습니다.

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전자현미경의 분해능

전자 현미경에는 투과형 전자 현미경과 주사형 전자 현미경의 2 종류가 있습니다.

모두 전자선을 렌즈에 조사하여 시료에 맞춘 후의 전자선을 검출함으로써 관찰합니다.

전자상이므로 색은 흑백이지만 전자선의 파장은 매우 조밀하므로 분해능은 광학현미경의 1000배 정도나 높아져 1~0.1nm로 원자수준의 관찰이 가능한 것도 있습니다.

우리는 투과형 전자현미경을 분해할 수 있습니다.

투과형 전자현미경은 시료에 전자선을 투과시켜 상으로 검출하기 때문에 시료를 얇게 가공할 필요가 있습니다.

시료성분의 농담이나 내부구조를 관찰할 수 있습니다.

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주사형 전자현미경의 분해능

주사형전자현미경은 시료의 표면에 전자선을 조사해 그 반사한 전자선을 검출해 상으로 관찰합니다.

절연체 시료에서는 대전해 버리기 때문에 금속막을 증착시킬 필요가 있습니다.

시료 표면의 요철 등을 관찰하는데 이용됩니다.

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현미경의 분해능을 다시 정리해보면

광학 현미경은 사용법이 간단하고, 생체 시료의 관찰에 적합합니다.

분해능은 0.4~0.7μm 정도입니다.

한편 전자 현미경은 전처리등이 있습니다만, 분해능은 1~0.1 nm정도로 광학 현미경보다 1000배 정도 높아지고 있습니다.