| English | 意味 |
|---|---|
| microscope/ˈmaɪkrəskəʊp/ | 顕微鏡 |
| light microscope/laɪt ˈmaɪkrəskəʊp/ | 光学顕微鏡 |
| specimen/ˈspesɪmən/ | 標本 |
| electron microscope/ɪˈlektrɒn ˈmaɪkrəskəʊp/ | 電子顕微鏡 |
| magnification/ˌmæɡnɪfɪˈkeɪʃn/ | 倍率 |
| resolution/ˌrezəˈluːʃn/ | 分解能 |
| stain/steɪn/ | 染色剤 |
見えないものを見る
- 細胞は肉眼では非常に小さすぎて見えません。顕微鏡が必要です。
- 光学顕微鏡は薄い標本に光を当てて観察し、電子顕微鏡ははるかに多くの詳細を見ることができます。
- 区別しておかなければならない2つの概念：倍率と分解能です。
顕微鏡選択実験室
学生が見たいものから、適切な観察方法を選択してください。
光学顕微鏡と電子顕微鏡
- 光学顕微鏡は、スライドガラス上の薄い標本に光を当てます（構造を示すための染色を行い、その上にカバーグラスを置きます）。
- 電子顕微鏡は電子線を使用しますが、それらの波長は非常に短いため、分解能が極めて高く、微小な構造まで描写できます。
- 2種類のタイプがあります：走査型（SEM、3D表面）と透過型（TEM、薄い切片を通した内部の細部）。
光学顕微鏡は染色された標本の上へ光を当て、レンズが画像を拡大します
電子顕微鏡が光顕微鏡よりもはるかに高い分解能を持つのはなぜか？
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
短い波長 → 高い分解能、より細かい詳細が見える。
各特徴を正しい顕微鏡に結びつけてください。
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
光顕微鏡はシンプルで生きた素材を観察できるが、電子顕微鏡は分解能が圧倒的に高いものの、標本は死んでおり真空内にある必要がある。
倍率と実際の大きさ
- 上部と下部の単位は同じものを使う必要があります。細胞は非常に小さいため、$1\ \text{mm} = 1000\ \mu\text{m}$、$1\ \mu\text{m} = 1000\ \text{nm}$などです。
- 実例： $\times 5000$ で、葉緑体のサイズは $25\ \text{mm}$ → 実際のサイズ $= 25 \div 5000 = 0.005\ \text{mm} = 5\ \mu\text{m}$ 。
接眼定規のキャリブレーションとステージマイクロメータ
倍率を求める方程式はどれか？
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倍率 ＝ 画像のサイズ ÷ 実寸サイズ（単位なし）。
1mmには何マイクロメートル(µm)あるか？
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1 mm = 1000 µm（かつ 1 µm = 1000 nm）。
倍率×5000で、ある構造物の画像上の大きさが25mmだった。この構造物の実寸サイズはµmでいくつか？
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25 mm ÷ 5000 = 0.005 mm = 5 µm。
分解能と倍率の違い
- 倍率とは、画像が何倍大きいかという比率です。
- 分解能とは、2点をまだ別々の点として認識できる最小距離のことです。
- 画像を大きくするだけでは、常に詳細が見えるわけではありません。ある点を超えると単に大きなぼやけた画像になるだけです。分解能が真の限界を設定しています。
解像度が低いと近接した2点が見えにくくなりますが、高い解像度ではそれらを明確に区別できます。
分解能とは：
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分解能は詳細の限界であり、それ以上の倍率では分解能以下の細部は表示されない。
2点として区別して見えることができる最小距離を ______ という。
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分解能は実際の詳細の限界であり、それを超えて倍率を上げても単にぼやけた大きな像になるだけである。
画像をどんどん拡大すれば、必ず細部がどんどん見えてくる。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
いいえ — 分解能の限界を超えると、ただぼやけた大きな像になるだけである。最も細かい詳細を決定するのは倍率ではなく、分解能である。
理解できましたか
- 光学顕微鏡（光、分解能が低い） vs 電子顕微鏡（電子線、分解能が著しく高い）
- $\text{magnification} = \dfrac{\text{image size}}{\text{actual size}}$ — 上下の単位が同じであること（$1\ \text{mm}=1000\ \mu\text{m}$）
- 分解能 = 2点を識別できる最小距離であり、これが真の詳細の限界を設定します
- 分解能の限度を超えてさらに拡大しても、新たな詳細は加わりません