마이크로 스케일
Microscopic scale현미경 눈금은 (고대 그리스 μ ικρός (mikrós)에서 '작은', σκοπέω (skopéo)에서 '바라보다 (바라보다), 들여다보다, 들여다보다, 검사하다'의 의미로, 육안으로 쉽게 볼 수 있는 것보다 작은 물체와 사건의 눈금이며, 이를 선명하게 보기 위해서는 렌즈나 현미경이 필요합니다. 물리학에서 미시적 스케일은 거시적 스케일과 양자적 스케일 사이의 스케일로 간주되기도 합니다.[2][3] 미시적 단위와 측정은 매우 작은 물체를 분류하고 설명하는 데 사용됩니다. 하나의 일반적인 마이크로 길이 척도 단위는 마이크로미터(마이크로미터라고도 함)이며, 이는 1미터의 100만분의 1입니다.
역사
복합 현미경이 처음 개발된 것은 1590년대였지만, 현미경 눈금의 중요성은 1600년대 마르첼로 말피기와 안토니 반 레이우엔훅이 개구리의 폐와 미생물을 현미경으로 관찰하면서 비로소 진정으로 확립되었습니다. 미생물학이 확립되면서 미시적 수준에서 과학적 관찰을 하는 것의 중요성이 높아졌습니다.[4]
1665년에 출판된 로버트 훅의 책 Micrographia는 곤충, 해면동물, 식물의 화석을 포함한 그의 현미경 관찰에 대해 자세히 설명하고 있는데, 이것은 그의 복합 현미경 개발을 통해 가능했습니다. 코르크를 연구하는 동안, 그는 식물 세포를 발견했고 '세포'라는 용어를 만들었습니다.[5]
마이크로 접두사가 사용되기 전에, 다른 용어들은 원래 1795년에 국제 미터법에 통합되었습니다. centi-는 10^-2의 인자를 나타내고, milli-는 10^-3의 인자를 나타냅니다.[6]
시간이 지남에 따라 미시적 스케일에서 측정되는 것의 중요성이 커졌고, 1844년 시계 제조 회사 소유주인 Antoine LeCoultre에 의해 백만 미터라는 이름의 기구가 개발되었습니다. 이 기구는 가장 가까운 마이크로미터까지 물체를 정밀하게 측정할 수 있는 기능을 가지고 있었습니다.[6]
영국 과학 발전 협회 위원회는 1873년에 새로 설립된 CGS 시스템에 마이크로 접두사를 통합했습니다.[6]
마이크로 접두사는 마침내 1960년에 공식 SI 시스템에 추가되었으며, 10^-6의 인자를 나타내는 훨씬 더 작은 수준에서 측정된 것을 인정했습니다.[6]
생물학
통상적으로, 현미경 저울은 또한 가장 일반적으로 너무 작아서 볼 수 없지만 일부 구성원은 눈으로 관찰할 수 있을 정도로 큰 물체의 등급을 포함합니다. 이러한 그룹에는 Volvox가 쉽게 관찰될 수 있는 플랑크톤 녹조류인 Cladocera와 도움 없이도 쉽게 볼 수 있는 stentor의 원생동물이 포함됩니다. 현미경 아래 눈금에는 광학 현미경으로 볼 수 없을 정도로 작은 물체가 포함되어 있습니다.[2]
열역학
열역학과 통계역학에서 미시적 척도는 우리가 열역학적 계의 정확한 상태를 측정하거나 직접 관찰하지 않는 척도입니다. 이러한 세부적인 계의 상태를 미시적 상태라고 합니다. 대신 거시적 규모, 즉 거시적 상태에서 열역학적 변수를 측정합니다.[citation needed]
마이크로 스케일의 수준
현미경 저울은 육안으로는 볼 수 없지만 현미경으로 볼 수 있는 모든 물체를 덮기 때문에 이 저울에 해당하는 물체의 범위는 투과전자현미경 아래에서 볼 수 있는 원자처럼 작을 수 있습니다.[8] 현미경 유형은 종종 메커니즘과 적용으로 구별되며, 일반적으로 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.[9]
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광학현미경
광학 현미경 중에서 사용되는 대물 렌즈는 물체의 크기를 결정합니다. 이러한 다양한 대물렌즈는 현미경의 분해능을 변화시킬 수 있으며, 이는 누군가가 현미경 렌즈를 통해 두 개의 분리된 물체를 구별할 수 있는 최단 거리를 결정합니다. 주의할 점은 두 물체 사이의 해상도가 개인마다 다르지만 [9]대물 렌즈의 강도를 정량화할 수 있습니다.[11]
1660년대에 안토니 반 레이우엔훅은 두 개의 얇은 황동판 사이에 하나의 구형 렌즈를 장착하여 간단한 현미경을 고안했습니다. 렌즈의 품질에 따라 70배에서 250배 사이의 배율이 가능했습니다. 검사할 시편은 가는 실이 있는 막대의 한 점에 장착되었습니다.[12]
복합광 현미경에는 더 긴 초점 거리 접안 렌즈를 사용하여 실제 이미지를 생성하는 짧은 초점 거리 대물 렌즈가 있습니다. 표준 튜브 길이에 장착된 경우 대물렌즈와 접안렌즈의 초점 거리 비율은 시스템의 대략적인 배율을 제공합니다. 복합 현미경은 설계로 인해 단순 현미경에 비해 분해능과 명암이 향상되었으며 [11]세포와 유기체의 구조, 모양 및 운동성을 [14]0.1 마이크로미터 정도로 작게 볼 수 있습니다.[15]
전자현미경
전자 현미경은 여전히 복합 현미경의 한 형태이지만, 물체를 비추기 위해 전자 빔을 사용하는 것은 복합 광학 현미경과 메커니즘이 크게 달라 광학 현미경보다 훨씬 더 높은 분해능과 배율을 가질 수 있습니다.[14] 이것들은 0.001 마이크로미터만큼 작은 원자와 같은 물체를 보는 데 사용될 수 있습니다.[1]
사용하다
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포렌식
법의학적 수사 과정에서 혈흔, 지문, 섬유 등 범죄 현장의 흔적 증거를 현미경으로 정밀 검사할 수 있는 정도입니다. 다른 표본과 함께, 생물학적 흔적은 혈액에서 발견된 세포까지 한 장소에 존재하는 개인을 정확하게 식별하는 데 사용될 수 있습니다.[16]
지물학
보석의 금전적 가치가 결정되면 보석학의 다양한 직업은 원석의 미시적인 물리적, 광학적 특성에 대한 체계적인 관찰이 필요합니다.[17] 이는 스테레오 현미경을 사용하여 이러한 품질을 평가하고 최종적으로 각 보석 또는 원석의 가치를 결정하는 것을 포함할 수 있습니다.[18] 이는 금 및 기타 금속의 평가에서도 유사하게 수행할 수 있습니다.[17]
사회 기반 시설
도로 재료를 평가할 때, 인프라의 미시적 구성은 도로의 수명과 안전, 그리고 다양한 위치의 다양한 요구 사항을 결정하는 데 매우 중요합니다. 투수성, 구조적 안정성 및 내열성과 같은 화학적 특성은 포장 혼합물에 사용되는 다양한 재료의 성능에 영향을 미치기 때문에 해당 지역의 교통, 날씨, 공급 및 예산에 따라 도로를 건설할 때 고려됩니다.[19]
약
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의학에서는 암세포와 같은 환자 생검의 현미경 관찰을 통해 진단을 내릴 수 있습니다. 병리학 및 세포학 보고서에는 현미경, 조직화학 염색 또는 유세포 분석을 사용하여 수행된 분석으로 구성된 현미경 설명이 포함됩니다. 이 방법들은 병에 걸린 조직의 구조와 질병의 중증도를 파악할 수 있으며, 미세한 질병 징후 파악을 통해 조기 발견이 가능합니다.[21]
실험실 내 미세 스케일
미시적 척도의 사용은 과학 분야에서 많은 역할과 목적을 가지고 있지만, 미시적으로 관찰되는 많은 생화학적 패턴은 인간의 삶이 어떻게 기능하고 살아가는지를 이해하는 데 중요한 기여를 했습니다.[citation needed]
창립실험
Antonie van Leeuenhook은 현미경 발명에 기여했을 뿐만 아니라 "미생물학의 아버지"라고도 불립니다. 박테리아나 정자 같은 단세포 생물, 근육 섬유나 모세혈관 같은 미세한 인체 조직을 초기에 관찰하고 문서화하는 데 그가 크게 기여했기 때문입니다.[22]
생화학
인간 세포
미시적 원리에 따라 에너지를 조절하는 미토콘드리아의 유전자 조작은 또한 파킨슨병, 알츠하이머병 및 다발성 경화증과 같은 인간의 연령 관련 문제를 해결하면서 유기체 수명을 연장시키는 것으로 밝혀졌습니다. 미토콘드리아가 만들어내는 에너지 생성물의 양을 늘림으로써 미토콘드리아의 세포, 즉 유기체의 수명이 늘어납니다.[23]
디엔에이
DNA 헤테로크로마틴 중심체 내 점의 공간 분포에 대한 현미경 분석은 세포 유사분열의 단계 간 부분을 겪는 핵에서 염색체의 중심체 영역의 역할을 강조합니다. 이러한 현미경 관찰은 유사분열 동안 중심체의 비 무작위 분포와 정확한 구조가 암세포에서도 성공적인 세포 기능과 성장에 중요한 기여를 한다는 것을 시사합니다.[24]
화학과 물리학
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열역학 제2법칙과 제3법칙을 참조하면, 우주의 엔트로피와 무질서는 미시적인 규모로 관찰될 수 있습니다. 어떤 경우에는 팽창하는 가스 분자의 용기 내에서 엔트로피 변화를 계산하고 환경과 우주의 엔트로피 변화와 연관시키는 것이 포함될 수 있습니다.[26]
생태학
생태학자들은 환경 내의 미세한 특징들을 확인함으로써 시간이 지남에 따라 생태계의 상태를 관찰합니다. 여기에는 섬모와 같은 미생물의 온도 및 CO2 내성, 기타 원생동물과의 상호 작용이 포함됩니다. 게다가, 그 생태계의 물 샘플에서 움직임과 운동성과 같은 미세한 요인들이 관찰될 수 있습니다.[27]
지질학
지질학의 분과는 미시적 수준에서 지구의 구조를 연구하는 것을 포함합니다. 암석의 물리적 특성이 기록되어 있으며, 석유학에서는 암석의 미세한 세부 사항을 조사하는 데 특정한 초점을 맞추고 있습니다. 주사 전자 현미경과 유사하게, 전자 현미경은 암석이 형성될 수 있는 상태를 관찰하기 위해 암석학에서 사용될 수 있으며, 이는 이러한 샘플의 출처를 알려줄 수 있습니다. 구조 지질학에서, 석유 현미경은 지각판과 같은 지질학적 특징들이 지진과 지하수 이동의 가능성에 어떻게 영향을 미치는지를 결정하는 암석 미세 구조에 대한 연구를 가능하게 합니다.[28]
현재연구
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미시적 기술의 발전과 미시적 기술의 결과로 지식의 다른 영역에서의 발견 모두가 있었습니다.[30]
알츠하이머병과 파킨슨병
형광 태깅과 함께 새로운 광학 현미경 기술을 통해 단일 아밀로이드 단백질의 분자 세부 사항과 알츠하이머 및 파킨슨병과의 관계를 연구할 수 있습니다.[31]
원자간력현미경
광학 현미경의 다른 개선 사항으로는 서브 파장, 나노 크기의 물체를 볼 수 있는 기능이 있습니다.[32] 원자력 현미경을 통한 나노스케일 이미징도 세포막과 같은 복잡한 물체의 소량을 보다 정밀하게 관찰할 수 있도록 개선되었습니다.[33]
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재생에너지
화학 시스템에서 발견된 일관된 미세 패턴은 엔트로피 환경에 대한 특정 물질의 복원력에 대한 아이디어를 뒷받침합니다. 이 연구는 태양 연료의 생산과 재생 에너지의 개선을 알리는 데 사용되고 있습니다.[35]
마이크로 악기 - 미크로늄
마이크로미크로늄이라고 불리는 미세한 악기는 마이크로 빗에 의해 머리카락 굵기의 스프링으로 구성된 마이크로 기계를 통해서도 개발되었습니다. 이것은 인간의 귀에 들리는 소음을 발생시키는 매우 최소화된 움직임으로, 이전에는 미세한 기구를 사용한 과거의 시도에서는 할 수 없었습니다.[36]
참고 항목
참고문헌
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