현미경의 종류

1. 광학현미경(LM, Light Microscope) : 유리렌즈를 사용하며, 광원(빛)은 가시광선을 이용한다. 따라서 칼라로 관찰이 가능하다.

① 일반광학현미경(light or bright-field microscope)
이미 자료실의 현미경의 원리에서 설명했듯이 대물렌즈로 1차 확대상을 대물렌즈로 2차 확대상을 만든다.

② 위상차현미경(phase contrast microscope)
굴절률의 차이를 이용하여 표본(시료)를 관찰하는 방법으로 염색되지 않은 살아있는 세포를 관찰하는데 유용하나 굴절률이 낮은 일반 염색된 시료에는 부적합하다.

③ 간섭현미경(interference microscope)
물체가 빛을 지연시키는 현상을 이용하여, 표본을 투과한 물체광에 광원에서 분리된 간섭광을 겹치게 하여 광파장에 대한 간섭현상으로 투명한 표본에서도 그 구조가 뚜렷이 나타나게하는 원리를 이용.

④ 암시야현미경(dark-field microscope)
이것은 암시야를 이용하는데, 햇빛이 비스듬히 비추는 곳의 거미줄의 경우 창 밖의 밝은 배경을 바라볼 때(배경이 밝을 때)는 관찰이 어려우나, 우리가 시각을 달리하여 어두운 곳을 바라볼 때(어두운 배경을 선택할 때) 거미줄이 오히려 잘 관찰되는 현상과 같은 원리다,
이러한 원리를 이용하여 일반현미경으로는 관찰이 어려운 혈액속의 작은 지방입자 등의 관찰이 가능하여진다.

⑥ 편광현미경(polarizing microscope)
편광현미경은 두 개의 편광프리즘(또는 니콜프리즘)을 이용한 것인데, 자연광에는 여러 진동방향이 섞여있으나 편광프리즘을 이용하여 특정한 파장만 통과시키는 두 개의 필터(프리즘)가 광선 경로에 서로 90도 각도를 이루어 앞뒤로 나란히 있을 때 어떤 빛도 투과되지 않는 원리를 이용하였다. 두 번째 필터가 그 선택을 바로 통과시킬 수 없을 정도로 첫 번째 필터가 진동 방향을 선택한다. 그 두 번째 필터를 "분해기(analyzer)"라고 일컫는데 왜냐하면 그것으로 첫 번째 필터 - "편광기(polarizer)"로 불림 -에서 여과된 방향을 점검할 수 있기 때문이다.
광선경로(빛의 이동통로)에는 소위 보조 물체(auxiliary object), 또는램더(λ:Lambda)양극판)이라는 것이 들어 있는데, 이 램더 판은 편광에서 대조(contrast)를 색깔로 전환시킨다. 보조 물체의 두 번 굴절하는 물질에서 나타나는 편광의 통과 과정에서의 차이가 이 목적을 위해 사용된다. 그 통과 과정의 차이가 빛에서 어떤 특정한 파장들을 소멸시키게 한다. 그렇게하여 백색광으로부터 단지 특정한 색깔들만 남게되어 아름답고 화려한 색깔의 그림들을 만들어내게 된다.

⑦ 형광현미경(fluorescece microscope)
파장이 짧은 자외선을 시료에 비추면 형광을 발하는 원리를 이용하여, 시료에 형광물질(형광색소)을 처리한 후 관찰하는 방법으로 병원에서 면역검사에 많이 이용되고 있다.

2. 전자현미경(EM, Electron Microscope) : 전자현미경에서는 광학현미경과는 달리 유리렌즈 대신에 자계렌즈(마그네틱 렌즈)를 이용하고, 광원은 가시광선 대신에 파장이 짧은 전자를 이용하였다. 따라서 전자현미경에서는 컬러상을 관찰할 수 없고 흑백상을 관찰하게 된다. 이외의 자세한 원리와 전자현미경의 종류는 자료실의 TEM & SEM의 원리에 기술하였다.


3. 원자현미경(AFM, Atomic Force Microscope) : 오디오 기기 중에서 CDP가 나오기 전까지 음악재생의 대부분은 turn table(LP player)이 그 역할을 담당하였는데, LP player의 구동방식은 LP(레코드판)이 회전할 때 전축바늘이 레코드판의 소리골을 따라서 움직이면서 발생하는 바늘의 진동에 따라 소리를 잡아내는 원리를 이용하였으며, 전축바늘이 부착되어있는 몸통부분을 캔틸레버(Cantilever)라 한다.
이와 흡사하게 원자현미경은 표본의 표면을 캔틸레버 라고 불리는 작은 막대가 주사를 하면, 이 때 캔틸레버 끝에 붙어있는 탐침이 시료 표면에 접근하여 탐침 끝의 원자와 시료표면의 원자 사이에 서로의 간격에 따라 끌어당기거나(인력, van der Waals forces, 반데르발스 힘) 밀치는 힘(척력,repulsive force, Coulomb's forces, 쿵롱 힘)이 작용하게되고, 이 힘에 의해 캔틸레버가 아래 위로 휘어지게 되며, 이 휘는 것(정도)을 측정하여 영상을 만들어서 원자단위의 구조를 파악하게 하는 원리를 이용하였다.
따라서 전자현미경에서와 같이 우리 눈으로 표본을 직접 관찰하는 방식은 아니다. 또한 원자현미경의 활용은 비교적 시료 만들기가 무방한 단결정의 금속재료 등의 관찰에 이용되고 있으나, 생체시료는 시료를 만들기가 매우 어려워서 생물시료의 관찰에서는 전자현미경 만큼 다양하고 활발하게 이용되지는 못하고 있는 실정이다.

4. X선현미경
물질의 표면은 광학현미경으로 관찰할 수 있으나, 물질의 내부는 X선현미경을 사용한다. 보통의 현미경과 다소 개념이 다르며, X선마이크로미트리라고도 한다. X선을 이용하는 데는 여러 가지 방법이 있으나 주로 밀착법 ·투영법(投影法) ·주사법(走査法) 등이 사용된다. ① 밀착법 : 특수한 감광막[無粒子感光膜]을 가진 필름에 시료(試料)를 밀착시키고, 강력한 X선을 비쳐서 필름을 광학적으로 확대한다. ② 투영법 : X선 빔을 시료에 비쳐서, 그 뒤에 거리를 두고 놓은 필름에 그 확대상(擴大像)을 투영한다. ③ 주사법 : 전자빔으로 시료면을 주사해서 고유 X선을 방출시키고, 그 강약을 계수관(計數管)에서 증폭기를 거쳐서 전기신호로 바꾸어, 텔레비전 방식으로 브라운관에 상(像)을 묘사시킨다.
X선현미경의 상의 확대율은 광학현미경과 전자현미경의 중간 정도로 300~1만 배 정도까지이다. 그러나 단색 X선을 사용하면, 시료 중의 각 원소에 따라 흡수되는 방법이 달라지므로, 그 차이에 의하여 그 물질 속에 있는 특정 원소의 미세한 분포상황을 볼 수 있는 등, 다른 현미경에서는 볼 수 없는 특성이 있으며, 배율보다도 오히려 이것 때문에 의학 ·생물학 ·금속학 등 각 방면에서 이용되고 있다.

5. 고온현미경
산화방지를 위해 10^-4∼10^-6mmHg의 저압진공로(低壓眞空爐) 속에 시료(試料)를 놓고 석영창(石英窓)을 통해서 관찰한다. 최고온도 1,500℃, 배율은 500∼750배이다.
시료가 고온에서 변화하는 상태나 표면상태를 관찰하는 데 사용된다.

6. 공구현미경
측정물을 얹고 전후좌우로 미세하게 움직일 수 있는 재물대(載物臺)가 있고, 그 이동량을 마이크로미터 또는 표준게이지에 의해 읽을 수 있다. 그 위치를 정하기 위한 측미(測微)현미경이 달려 있어, 이것으로 관측하면서 재물대를 움직여 각 부분의 치수를 측정한다. 접안렌즈에는 각도를 새긴 것이 있어 각도를 측정할 수 있고, 나사산의 모양을 새겨 나사의 산형(山形)을 검사할 수 있는 것도 있다. 또 현미경의 광학계(光學系)를 기울여, 나사의 측정을 쉽게 할 수 있는 것도 있다. 대형(大形)과 소형(小形)이 있으며, 측정 범위가 각각 다르다. 대형에는 재물대가 회전하여 각도를 측정할 수 있는 것도 있으며, 현미경을 투영식(投影式)으로 측정하기 쉽게 한 것도 있다.

7. 광석현미경

금속현미경이라고도 한다. 암석용 편광현미경과 금속용 반사현미경의 2가지 기능을 갖추고 있다. 광석이나 광물의 종류 ·형태 ·조직 ·구조 ·공생관계 ·경도 ·연마도 ·색 ·반사도 ·분말색 ·광학적 이방성(異方性)의 유무와 성질 등을 살펴보는 데 사용되며, 또한 여러 가지 화학약품의 용액에 대한 변화를 관찰하는 데도 이용된다.
광석현미경은 경통(鏡筒)과 대물렌즈 사이에 수직 조명장치가 있다. 이것을 경통에 장치하여, 대물렌즈를 받침스프링으로 유지한다. 광원에서 나온 평행광선은, 회전 및 분리가 가능한 편광니콜, 집광렌즈, 조리개를 지나서 이등변삼각프리즘으로 들어가, 그 프리즘의 거울면의 빗면에서 방향을 바꾸어 아래로 향하고, 대물렌즈를 지나서 광석연마편의 연마면에서 반사하여, 다시 대물렌즈를 지나 경통 속을 통과하여 대안렌즈에 이른다.
프리즘은 핸들에 의해 받쳐져 있으므로 수평축 주위를 조금 회전할 수 있으며, 핸들을 앞뒤로 이동시켜 빛의 반사를 조절할 수 있다. 프리즘 대신에 한쪽 면에 은도금한 얇은 유리조각을 사용하는 경우도 있다. 광석연마편의 두께에 따라서 관찰하기 쉽도록 연마편을 얹는 회전대가 아래 위로 움직일 수 있다.

8. 금속현미경
투과광(透過光)을 이용하는 보통의 광학현미경과는 달리 시료(試料)로부터의 반사광에 의해서 관찰하므로, 대물렌즈의 뒤쪽 가까이에 장치한 직각 프리즘 또는 유리판으로 측면에서 오는 빛을 굴절시켜서 시료의 표면을 비추는 특별한 수직 조명장치가 들어 있다. 편광장치(扁光裝置)를 가진 편광현미경도 있으며, 광석의 연구에 흔히 쓰이기 때문에 광석현미경이라고도 한다.
관찰하려는 금속 시편(試片)은 연마기로 초벌 연마한 다음, 순차적으로 알갱이가 고운 연마지로 연마하고 난 뒤, 다시 나사연마(羅砂硏磨)나 전해(電解)로 마무리한 후 마지막에 약액(藥液)으로 표면을 부식시킨 것을 사용한다. 근래에는 정밀한 관찰을 할 수 있는 전자현미경을 많이 사용하게 되어, 광물관찰을 하는 편광현미경 이외에는 사용하지 않는 경향이 있다.

9. 눈읽기현미경
눈읽기현미경은 판독현미경이라고도 한다. 주로 배율이 낮은 현미경이 사용된다. 예를 들어 두 점 사이의 거리를 측정하는 부척(副尺) 현미경에서는 현미경을 이동시켜 측정점을 들여다보면서, 접안렌즈의 십자선에 측정점을 맞추었을 때의 현미경의 위치를 부척으로 읽어 그 사이의 이동거리를 측정하도록 되어 있다. 

10. 만능측정현미경 
구조의 주요한 특징은, ① 피측정물을 주로 현미경으로 관측하여 그 모양 ·각도 등을 측각접안경(測角接眼鏡)으로 측정할 수 있다. ② 피측정물 및 관찰현미경을 상대적으로 직각 2방향으로 이동시킬 수 있으므로, 그 이동거리를 각각 표준자에 의해 최소눈금 μ의 측정을 할 수 있다. ③ 나사의 투영측정(投影測定)을 하기 위한 광학계를 가지고 있으므로, 나사의 리드각에 따라서 기울일 수 있다.

11. 반사현미경
현미경의 광축(光軸)에 수직으로 설치된 광원(光源)으로부터의 빛을 집광계(集光系)를 통한 다음, 현미경 광축 위에 45° 기울인 유리(또는 반투명 거울) 또는 거울(또는 프리즘)에 의해서 시료(試料)의 평활면을 조명하여, 그 반사광에 의해서 관찰 ·측정한다.
금속현미경과 광석현미경으로 나눈다. 투과현미경에 부속장치로서 수직낙사(垂直落射) 조명장치를 붙여서 반사현미경의 기능을 갖게 할 수도 있다.

12. 세극등현미경
틴들현상(Tyndall phenomenon)의 응용으로, 1911년 스웨덴의 안과의사 A.굴스트란드에 의해 창시되었다.
대부분이 투명한 눈의 조직에 세로로 길고 가는 광속(光束)을 비추어서 이루어진 광학적 절단면을 확대하여 눈의 상태를 관찰한다. 조명계(照明系)와 관찰계로 이루어져 있다.
조명 광속의 폭과 길이를 변화시키면서 관찰용 현미경과 함께 검사할 눈에 대하여 서로의 각도를 조절하여 눈꺼풀 ·결막 ·각막 ·전방(前房) ·수정체·유리체를 검사할 수 있다. 또한, 부속장치를 사용하면 안저(眼底)검사까지 가능하다. 안압계의 장착은 물론이고 전안부(前眼部)사진촬영, 전방심도, 각막 ·수정체의 두께측정에도 응용된다.

13. 실체현미경