현미경 이야기(기원과 발명, 종류)

현미경이 없으면 바이러스를 볼 수 있었을까? 존재하지만 작아서 맨눈으로는 볼 수 없는 것을 보게 해준 장치는 현미경이다. 과학의 전 분야의 발전에 지대한 공헌을 한 현미경에 대해 알아보겠다.

현미경이란?

현미경에 대한 정의부터 먼저 하자면, 눈으로 볼 수 없을만큼 작은 물체나 물질을 확대하여 관찰하는 장치이다. 종류는 쓰이는 분야에 따라 매우 많은데 크게 분류하자면 1세대 광학현미경, 2세대 전자현미경, 3세대 원자현미경 으로 발전했다.

현미경의 발명

현미경은 렌즈가 있어야 하는 장치이다. 현미경 이전 렌즈의 가공기술이 발전함에 따라 만들어지게 된다. 망원경과 궤가 비슷하나 먼곳을 볼 수 있게 해주는 망원경은 빠르게 발전 한 반면, 당시 망원경보다 쓰임새가 한정되어있는 현미경은 그 발전방향을 달리한다.

최초 현미경의 발명자는 정확하게 밝혀지지 않고 자하리아스 얀센, 갈릴레오 갈릴레이, 안톤 판 레이우엔훅, 로버트 후크 등이 거론된다.

얀센은 렌즈를 개발했고, 레이우렌훅은 현대의 현미경과 가장 유사한 현미경을 만들어서 미생물을 최초로 알린 사람니다. 로버트 후크는 현미경에 근접한 장치를 만들어 코르크를 확대한 모양이 벌집같은 형태를 띈 모양임을 관찰하였다.

레이우엔훅이 만든 현미경은 40~270배까지 확대를 할 수 있었고, 400개가 넘는 현미경을 만들었다. 서양인들은 단순히 무엇을 발명했다는 것 보다 그 발명의 영향력을 중시하는 사고를 지녀서인지 현미경의 최초 발명자를 레이우엔훅으로 본다.

레이우엔훅 이야기

안톤 판 레이우엔훅(1631~1723)은 고향에서 본인의 가게를 열어 비단 등 직물을 팔았다. 그는 자신이 파는 직물이 우수한 것임을 증명하기 위하여 현미경을 만들었는데 직물의 관찰에만 그치지 않고 여러가지 것들을 관찰한다. 냇물이나 빗물같은 액체 속에 어떤 물질이 들어있는지 관찰하기도 하고, 동물, 곤충 등에서 얻은 작은 물질들을 관찰하기도 한다. 이러한 관찰을 통해서 그는 최초로 세포의 존재를 확인했고, 미생물의 존재를 알아냈다. 또 본인의 정액을 관찰해 정자를 확인하기도 했다.

그는 50년이 넘는 기간동안 자신이 관찰한 내용을 영국 왕실학회와 학자들에게 약 600통이나 보낼 정도로 많은 연구를 하였다. 오늘날 그가 제작한 현미경중 9개가 남아서 전해졌다.

현미경의 원리

현미경의 가장 기본적인 원리는 대물렌즈, 접안렌즈 이 두개의 렌즈로 구성된다.

대물렌즈는 물체를 대한다고 해서 이름지어진 렌즈로 초점거리가 짧고, 물체가 확대된 실상을 만든다.

접안렌즈는 눈과 접해있다고 해서 이름지어진 렌즈로 대물렌즈가 확대한 상을 보는 확대경이다.

현미경의 배율은 대물렌즈이 배율과 접안렌즈의 배율을 곱하여 샘할수 있는데 그 배율의 수치는 렌즈에 새겨져 있다.

현미경의 종류

현미경은 시료를 관찰하는 방법에 따라 광학현미경, 전자현미경, 주사탐침현미경으로 구분한다. 너무 세분화되면 전문적인 영역이라 용어 자체가 너무 어렵다. 크게 세가지 정도로만 구분하면 다음과 같다.

광학현미경

빛을 이용하여 시료를 관찰하는 현미경이다. 광원으로 햇빛이나 인공 조명을 사용한다. 학창시절 실험시간에 사용했던 현미경이라 생각하면된다. 흔히 현미경 하면 광학현미경을 떠올리는 것이다. 보통 배율은 1000대 정도가 한계이나 5000배 이상의 배율을 가진 것들도 있다.

현재는 발전 방향에 따라 여러가지 광학현미경으로 분화되어 만들어지고 사용되고 있다.

전자현미경

광학현미경은 가시광선 파장대로는 일정 수준의 해상력을 얻을 수 없기에 빛 대신 전자를 통해 상을 얻는 현미경이 전자현미경이다. 광학현미경이 볼 수 없는 아주 작은 것까지 볼 수 있으며, 입체적으로 관찰이 가능한 전자현미경도 있다. 매우 좋은 전자현미경우 원자까지 보는 것이 가능하다.

주사탐침현미경

매우 작은 탐침을 이용하여 시료의 표면을 관측한다.

현대의 현미경은 시료의 종류에 따라서 매우 다양하다. 크기만 하더라도 주먹만한 크기에서 방하나 크기만한 현미경까지 다양하다. 이러한 현미경으로 인해 생물학은 크게 발전되었고 앞으로 원자보다 더 작은 물질, 또 그보다 더 작은 물질이 발견될 수 있을 것이다. 그리고 그것은 오로지 현미경에 의해서 발견될 것이다.

지금까지 현미경에 대해서 알아봤다.