電子顕微鏡の解像度が光学顕微鏡よりも高い理由
光学顕微鏡の倍率は電子顕微鏡の倍率よりも小さいです。光学顕微鏡では細胞や葉緑体などの微細構造しか観察できませんが、電子顕微鏡では超微細構造、つまり細胞小器官の構造やウイルスや細菌を観察できます。
電子顕微鏡法は、加速され凝集された電子ビームを非常に薄いサンプルに投影し、電子がサンプル内の原子と衝突して方向を変え、立体角散乱を引き起こします。散乱角の大きさはサンプルの密度と厚さに関係しており、異なる明暗の画像が形成され、拡大および焦点を合わせた後に画像装置（蛍光スクリーン、フィルム、フォトカプラなど）に表示されます。
電子の非常に短いド・ブロイ波長により、透過型電子顕微鏡の解像度は光学顕微鏡よりもはるかに高く、{{0}}.1～0.2 nmに達し、倍率は数万～数百万倍になります。したがって、透過型電子顕微鏡を使用すると、サンプルの微細構造、または光学顕微鏡で観察できる最小構造よりも数万倍小さい原子の単一列の構造を観察できます。TEMは、がん研究、ウイルス学、材料科学、ナノテクノロジー、半導体研究など、物理学と生物学に関連する多くの科学分野で重要な分析方法です。
光学顕微鏡の原理
物体に入射する光は、少なくとも 2 つの光学系 (対物レンズと接眼レンズ) によって拡大されます。まず、対物レンズが拡大された画像を生成し、人間の目は拡大鏡として機能する接眼レンズを通してこの拡大された画像を観察します。一般的な光学顕微鏡には、観察者が必要に応じて倍率を変更できるように、交換可能な対物レンズがいくつか付いています。
これらの対物レンズは、通常、回転可能な対物レンズディスク上に配置され、対物レンズディスクを回転させると、さまざまな接眼レンズが光路に簡単にアクセスできるようになります。対物レンズディスクは英語では Nosepiece と呼ばれ、ノーズホイールとも訳されます。
今日の光学顕微鏡の構造は非常に複雑かつ精密です。正確に画像化するには、顕微鏡の光路を厳密に設計し、制御する必要があります。それにもかかわらず、光学顕微鏡の動作原理は非常に単純です。
シンプルな対物レンズは高解像度のガラスで作られており、焦点距離が約 160 mm と非常に短いため、拡大された反転画像が生成され、観察する標本に非常に近いように見えます。焦点を合わせると、接眼レンズを必要とせずに肉眼で見ることができる、または紙に画像化された固体画像が生成されます。ほとんどの顕微鏡では、接眼レンズは 1 組のミラーで、1 つは目の前にあり、肉眼で拡大される架空の画像を生成します。もう 1 つは対物レンズの近くにあり、実像を生成します。
