限外顕微鏡

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限外顕微鏡(げんがいけんびきょう)は非常に小さな粒子を見ることができる照明系を有する顕微鏡。W粒子の直径が可視光波長(約500ナノメートル)以下もしくはそれに近い場合、通常の照明方法では光学顕微鏡で粒子を見ることはできない。限外顕微鏡法は光の反射ではなく、光の散乱に基づいている。

この系では観察される粒子は液体または気体のコロイド中に分散される(より不均一な懸濁液を観察対象とする場合もある)。コロイドは遮光容器の中に入れられ、一方の側から入射する強い光の収束性のビームで照らされる。コロイド粒子に当たった光は散乱する。光散乱に関する議論では収束性のビームは「チンダルコーン」と呼ばれている。光線の方向に対して直角に置かれた普通の顕微鏡を通して見る。顕微鏡の下では、個々の粒子は不規則に動く光の小さくぼやけた点として現れる。光の散乱は光の反射よりもぼけた画像を生成するため、観察像が不鮮明であるのはこの検鏡法の本質的な特徴である。液体及び気体コロイドのほとんどで粒子はブラウン運動をしており、点の運動を引き起こす。限外顕微鏡は透明の固体・ゲルに分散した小さな非透過粒子を観察するのにも使うことができる。

限外顕微鏡(ultramicroscope)の"ultra" は、可視光の波長よりも短い直径のものも見ることができることを意味する。これは(可視光より短波長である)紫外線(ultraviolet)に倣って付けられたものである。

エアロゾルコロイドの一般的な観察、ブラウン運動の研究、霧箱でのイオン化軌道観察、生物学的な微細構造の研究に用いられてきた。

1902年にカール・ツァイスAGリヒャルト・ジグモンディ(1865–1929)とHenry Siedentopf (1872–1940)により開発された。照明として明るい太陽光を当てると、クランベリーガラス(金を含有する赤色ガラス)中の4nmの小さいナノ粒子の大きさを決定することができた。ジグモンディはさらに改良を加え、1912年に浸式限外顕微鏡を発表し、液体中に懸濁したナノ粒子の観察が可能になった。彼は1925年、コロイドと限外顕微鏡に関する研究によりノーベル化学賞を受賞した。

後に電子顕微鏡が開発され、光学顕微鏡では小さすぎる物体を見るためのさらなる方法が供給された。

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参考文献[編集]