현미경의 오일 침투 대물렌즈

차정원님의 의견에 힘을 받아 자료를 열심히 찾아 보았습니다. 가지고 있는 교재 중에서 특별한 것은 없고, 광학기기대전이란 교재의 현미경편이 가장 잘 나와 있군요. 현미경도 내용이 엄청 많고 망원경보다 훨씬 다양한 것같습니다. 현미경이 장난이 아니군요. 아마 망원경보다 시장이 더 큰 모양입니다.

위 그림은 오일을 침투한 대물렌즈형식이랍니다. 제일 위의 것은 아크로마트이고 아랫 그림 두개는 아포크로마트입니다. 그림에서 보다싶이 NA는 1.3이상입니다. 이럴 경우에 분해능이 좋아지는 것은 당연한데, 좋아져도 엄청 좋아지는지 단독배율이 모두 100배 사양입니다.

100배 사양이 어느 정도 고배율인지 방금 추현석 선생님께 전화로 문의를 해보았습니다. 추선생님이 보신 현미경에서는 이런 고배율 현미경을 보신 적이 없다고합니다. 또 오일 침투 현미경을 보신 적이 없다고합니다. 단독 배율이 10배, 20배, 40배가 한조가 된 200만원 상당의 생물 현미경 위주로 다루셨다는군요. 대물렌즈 단독배율이 100배라면 접안배율 10배 짜리를 끼워도 1000배가 되고 50배를 끼우면 5000천배가 됩니다. 망원경 고배율은 장난이군요. 아뭏던 오일침투대물렌즈는 분해능의 증가와 더불어 완전 고배율의 아주 가격이 비싼 현미경은 틀림이 없습니다.

윗 그림의 아래 아포크로마트 형식에서 연한 회색 렌즈는 모두 플로라이트입니다. 이 교재의 번역은 생략하겠습니다만 오일 대신 물은 사용할 수 없답니다. 그 이유는 물과같은 같은 굴절율의 고체(렌즈 재질?)는 아직 알려진 것이 없어서랍니다. 무슨 의미인지는 잘 모르겠군요.

윗 표는 NA값이 변함에 따라 대물렌즈의 F수 값 변동표입니다. 이 표에서 u가 제가 말한 세타입니다. 즉 세타가 작다는 것은 좁은 각거리를 말하므로 그만큼 밝기가 감소하는 것이 맞겠군요. 여기서 보면 F수(상의 밝기)는 NA에 반비례하고 있습니다. 아뭏던 상의 밝기가 NA에 관계하고 있습니다. 망원경도 초각거리가 작은 것을 확대하면 어두워지듯이 현미경도 마찬가지입니다.  
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지금까지 오일 첨가에 따른 분해능을 찾아보았지만, 아스트로피직스의 경우는 자료가 없기도하지만 위의 것과는 경우가 다른 것같습니다. 다시 한번 곰곰이 생각해보니 아스트로피직스의 경우는 차정원님 말씀처럼 수차보정일 수도 있다는 생각도 듭니다.

황교수님을 비롯한 여러 별친구분들 덕분에 여러 자료도 찾아보고 궁금증에 대해 한번 되새겨볼 기회였습니다. 이러면서 답을 찾아가는 것도 재미의 하나이겠지요. 저는 오일을 사용하면 분해능이 올라갈 것이라는 것은 완전히 백지 상태에서 물리책에서 나온 분해능의 원리만을 보고 추론한 것이었습니다. 그러다가 오늘 이런 실제 적용예를 보고 많이 놀라기도 했었고 반갑기도 했습니다. 물론 그 저변에는 과거에 오일의 굴절특성을 실험했던 경험이 있긴 했습니다.

앞으로도 아스트로피직스 오일의 사용 자료나 의견이 있으신 분은 언제든지 자유게시판에서 올려주시면 감사하겠습니다. 그럼 여기서 마치겠습니다.