顕微鏡観察で低倍率から始める理由は？｜高倍率にすると暗くなる理由は？

ほとんどの人は授業で顕微鏡の使い方を学習した記憶があるでしょう。顕微鏡は対物レンズや接眼レンズなどを通して、肉眼では見えないミクロの世界を観察するために使う道具です。使用方法のうち、倍率は低倍率から始めるというルールがあります。なぜ、低倍率から始めるのでしょうか？

授業で低倍率から始める理由を勉強をしたはずが、理由を忘れてしまったという人もいるはずです。精密機械である顕微鏡を使う場合、1つ1つの手技の意味を知っておくことは大切です。意味がわかっているとルールを記憶しやすいものですよね。

ここでは顕微鏡を使うときに低倍率から始める理由や高倍率にすると暗くなる理由、基本的な構造や仕組み、おすすめの顕微鏡をご紹介します。原理を知ることで低倍率から始める理由も知識として蓄えましょう。

生物顕微鏡は以下の部品で構成されており、1つ1つの部品に大切な役割があります。まずは、基本的な部品を5つご紹介します。

• 対物レンズ
• 接眼レンズ
• 鏡筒
• ステージ
• 反射鏡

ステージの上に観察する物を置きます。すると対物レンズを通して観察する物が拡大されます。さらに、接眼レンズを覗くことで観察する物が拡大されて視界に入るのです。このとき、ピントを合わせると観察する物をはっきりと見ることができます。

同じようにレンズを覗いて拡大をする道具ですが、望遠鏡は遠くの物体の光を対物レンズで受けています。屈折を繰り返し拡大された状態の光を接眼レンズで観察しているのです。顕微鏡の場合は観察する物に光を当て、そのときの透過性や反射光を対物レンズと接眼レンズで拡大し観察しているという違いがあります。

観察するときは低倍率からスタートさせ高倍率にしていきます。低倍率の対物レンズを先に使う理由は、高倍率にすると視野が狭くなり観察する対象を探すことが難しいので、低倍率で見たいものを探してから高倍率に変更し細部の観察をするためです。

• 低倍率：見ている視野が広く明るい
• 高倍率：見ている視野が狭く暗い

低倍率であればたくさんの光が目に届きます。しかし、高倍率では見る範囲が狭い分、目に届く光が減少します。狭い範囲だけを見ていても観察はしにくいものです。正しく観察するために低倍率で広い視野からスタートし、少しずつ高倍率で観察範囲を狭くしていくことが基本です。

もう少し詳しく、倍率が高くなると視野が狭く暗くなる理由を見ていきましょう。顕微鏡は正しく使用しなければ、観察するまでに時間がかかることも。理由を知っておくと操作もスムーズになりまりす。

低倍率の場合は視野が広くなります。反対に、高倍率にすると視野は狭くなる仕組みです。高倍率にすると大きくみることはできますが、とても狭い範囲を見ていることでもあります。

光は光の粒子が直線状に飛び目に届いていると考えられています。低倍率の状態で顕微鏡を覗くと、観察したい物が広い範囲で見えます。ここから高倍率に変更することで倍率が上がるため視野が狭くなります。高倍率にすることで視野が狭くなるため、粒子を見ている数も減少する仕組みです。

高倍率にすると観察したい物をアップで見ている状態になります。最初からアップにしていてはどの部分を見ているのか把握できません。観察している物のどこをみているかを知るためにも低倍率から始めましょう。

低倍率は広い範囲を見ているため、光の粒子の量が多く目に届きます。高倍率は狭い範囲をアップで見るため、光の粒子の量は少なくなります。光の粒子の量が少なくなれば、当然、見ている景色は暗くなります。

顕微鏡の倍率を変えることで観察します。倍率は「長さの拡大比」のこと。倍率が3倍になることは、長さも3倍になるということです。面積はすべて長さの「平方＝2乗」で表されます。そのため、長さが3倍になったとき面積を求める公式は、「3×3」になり9倍になります。

顕微鏡で高倍率にすると暗くなる理由は見ている面積に光の量が反比例しているからです。倍率を3倍にする（高倍率）と、視野は9分の1、明るさも一緒に9分の1になります。

顕微鏡を使う機会はあまりあるものではないでしょう。そこで、顕微鏡の基本的な使い方をおさらいします。

1. 顕微鏡を平らな場所に置く
2. 反射鏡を調節する
3. プレパラートを準備する
4. 接眼レンズを覗きながら、ピントを調節する
5. プレパラートの端を持ちながら、見たい場所をかえていく
6. 焦点ハンドルやレボルバーを操作して、見える倍率を変更する

操作手順は多くはありません。しかし、平らな場所に設置しなければ顕微鏡が不安定になり落下する可能性があります。また、対物レンズがプレパラートにあたると、カバーガラスが割れることも。顕微鏡は繊細な部品が使用されているため、正しく使用することが大切です。

操作手順自体は簡単に使える顕微鏡ですが、知っていた方が便利なルールがいくつかあります。顕微鏡は対物レンズ、接眼レンズなど繊細な部品で構成されています。そのため、丁寧に扱いながら低倍率から観察を始めるとスムーズです。