전자현미경 문서 원본 보기

'''전자현미경'''(電子顯微鏡, {{llang|en|electron microscope}})은 물체를 비출 때 [[빛]] 대신 [[음극선|진공상태에서 전자의 움직임]]을 파악하여 시료를 관찰하는 현미경이다.<ref>박정렬. [https://n.news.naver.com/mnews/article/353/0000023313?sid=004 서울~부산 16분, 소리만큼 빠른 열차 시대 열리나]. 중앙SUNDAY. 2015년 7월 19일.</ref>

10만 배의 배율을 가지며, [[물질]]의 미소 구조를 보는 데 이용한다. [[:en:Transmission electron microscope|투과 전자 현미경]](TEM), [[:en:Scanning electron microscope|주사 전자 현미경]](SEM), [[:en:Electron microscope#Reflection electron microscope .28REM.29|반사 전자 현미경]](reflection electron microscope, REM), [[:en:Scanning transmission electron microscopy|투사 주사 전자 현미경]](STEM), [[:en:Low-voltage electron microscope|저전압 전자 현미경]](LVEM), [[저온전자현미경|저온 전자 현미경]] 등이 있다.

[[파일:Red White Blood cells.jpg|오른쪽|섬네일|300px|주사 전자 현미경으로 관찰한 [[적혈구]](좌)·[[혈소판]](중)·[[백혈구]](우)]]

== 개발 ==
전자 현미경 발명의 배경에는 전자선에 관한 많은 기초 연구가 있었다.

전자 현미경은 헝가리의 물리학자인 [[실라르드 레오]]에 의해 처음으로 창안되고 만들어졌다.<ref>Gene Dannen: Leo Szilard the Inventor: A Slideshow [http://www.dannen.com/budatalk.html 1998, Budapest, conference talk]</ref>
그 뒤, 전자 현미경 개발에 직접 착수한 것은 [[베를린 공과대학]]의 루스카 등을 중심으로 한 연구팀이다. 그들은 1931년에 400배의 배율을 가진 전자현미경의 프로토 타입을 만들어냈다. 1933년에는 대물·촬영 두 렌즈로 이루어진 전자 현미경을 조립하고, 약 1만 배의 상(像)을 얻어 광학 현미경의 분해능보다 뛰어나다는 것을 실증했다. 그 후 독일의 [[지멘스 AG|지멘스사]]를 중심으로 하여 전자 현미경의 개량이 추진되어 1939년에 세계 최초로 전자 현미경이 시판되었다.

그 후에도 전자 현미경의 개량 연구는 끊임없이 계속되어 [[독일]]은 물론 [[미국]], [[영국]], [[네덜란드]] 등이 앞을 다투어 연구 개발을 하여 오늘날의 기초를 만들었다.

== 구조 및 원리 ==
전자 현미경은 원리적으로나 구조적으로나 [[광학 현미경]]과 근본적으로 다르다. 가장 큰 차이점은 전자 현미경은 [[광선]] 대신 [[전자선]]을 사용한다는 것이다. 광학 현미경은 [[유리]][[렌즈]]를 사용하여 상을 만드는데, 전자선은 유리를 통과하지 못하기 때문에 [[전자 렌즈]]를 쓴다. 전자 렌즈는 전자석으로 자계를 만들어 이것으로 전자선을 수렴 또는 발산시키는 장치이다.

고성능 전자 현미경은 대물·중간·촬영 세 개의 렌즈가 삽입되어 있어 각 렌즈로 상을 확대하여 최종 상(像)은 50만 배나 된다. 전자는 매우 가볍기 때문에 분자에 충돌하면 튕겨나간다. 그 때문에 [[경통]](鏡筒) 내에 [[공기]]가 있으면 [[전자]]가 활발하게 움직일 수가 없다. 따라서 광학 현미경에서는 볼 수 없는 커다란 [[배기계]](系)가 있으며, 전자 현미경의 경통 내에는 10<sup>−4</sup>~10<sup>−10</sup>mmHg이라는 [[진공도]]가 유지된다.

또 전자 현미경에는 복잡하고 큰 [[전자계]]가 있다는 점도 광학 현미경과 다르다. 전자계의 중요한 점은 전자를 가속시키기 위해 [[고전압]]을 발생시키는 장치와 각 전자 렌즈의 강도(强度)를 바꾸기 위한 전원 부분 등이다. 보통 전자 현미경은 5~10만 [[볼트 (단위)|볼트]]로 전자를 가속한다. 전자선의 [[파장]]은 [[가속 전압]]의 [[평방근]]에 [[반비례]]하여 짧아지는 성질이 있다.<ref>예를 들어 10만 볼트를 사용했을 때의 전자선의 파장은 약 0.0039nm([[나노미터]])이다.</ref> 또 아베의 이론에서 현미경의 [[분해능]]은 파장에 반비례하여 좋아진다. 따라서 전자 현미경의 분해능이 광학 현미경에 비해 매우 뛰어나다는 것을 알 수 있다.

이러한 [[투과형전자현미경|투과형(透過型) 전자 현미경]]과 구별되는 [[주사전자현미경|주사형(走査型) 전자 현미경]]이 1960년대 중반에 개발되어 영국(1964년) 및 [[일본]](1965년)에서 시판되었다. 주사형 전자 현미경은 [[텔레비전]]이나 [[전송 사진]]과 유사한 원리로 만들어진다. 즉, 아주 가늘게 묶은 전자선 다발로 [[시료]](試料)를 주사하여 [[시료면]]에서 나오는 2차 전자나 반사 전자 등을 전류로 바꾼다. 그리고 그것을 전기 신호에 동조하여 텔레비전의 브라운관 위의 주사선의 [[휘도]]를 변조시켜 상(像)을 만든다. 전자선 다발로 조사(照射)된 시료면에서 발생하는 전자는 시료의 모양이나 구성 물질 등으로 변화한다. 또 주사 전자 현미경의 [[초점 심도]](深度)는 상당히 크기 때문에 [[요철]]이 많은 시료를 관찰할 때에도 입체감 있는 선명한 상을 얻을 수 있다.

전자 현미경은 미세한 것을 확대해서 보는 현미경 본래의 기능 외에 세포 내에 존재하는 미량 물질의 고정, 분포 상태, 분자의 입체 구조의 분석 등 분석 기계로서의 성능이 계속 증대하였다.

== 같이 보기 ==
* [[전자 회절]]
* [[나노 기술]]
* [[주사전자현미경]]

== 각주 ==
{{각주}}

== 참고 자료 ==
{{위키공용분류|Electron microscope images}}
{{글로벌세계대백과}}

{{전거 통제}}
{{위키데이터 속성 추적}}

[[분류:현미경]]
[[분류:분석화학]]
[[분류:엑스선]]
[[분류:20세기 발명품]]
[[분류:해부병리학]]