顕微鏡は適切な倍率は？｜顕微鏡倍率高くすると見えるものや計算方法も

小学生や中学生がよく使う顕微鏡の倍率は、選ぶべき顕微鏡を見極めるための重要なポイントです。顕微鏡の倍率を高くすると見えるものが増え、より小さいものを観察できます。実際に顕微鏡を買う際に倍率を気にする方が多いのはこのためです。

顕微鏡の倍率はメーカーによる違いはありませんが、顕微鏡の種類による違いがあります。また、観察するものによって適切な倍率がありますので、顕微鏡の倍率だけをみて選ばないようにしましょう。

この記事では、顕微鏡の種類をはじめ、顕微鏡の種類による倍率の違いと、観察したいものに応じた適切な倍率をご紹介します。ぜひ参考にしてください。

顕微鏡は肉眼では見えない小さいものを拡大して観察できる観測道具です。学校から研究現場まで幅広く利用されています。その原理と種類について解説します。

顕微鏡は基本的に対物レンズ・接眼レンズ・鏡筒・ステージ・反射鏡で構成されています。観察物に光が当たるとその透過光や反射光が対物レンズを通り、大きい像を映し出す仕組みです。顕微鏡の最大倍率は、生物顕微鏡で1000〜1500倍、金属顕微鏡では1500〜2000倍ほどになります。

顕微鏡は対物レンズも接眼レンズも凸レンズです。そのため、対物レンズで拡大された像を接眼レンズで覗くとその像はさらに拡大されます。

実体顕微鏡は昆虫の複眼など、比較的大きいものを観察するのに使う顕微鏡です。倍率は5～50倍程度と低めに設定されています。

観測物を加工する必要がなく像の上下左右も逆転しないので、より自然に近い状態で観測できるのが特徴です。そのため、実体顕微鏡は工学や生物学の現場でよく使われています。

一般的に顕微鏡と聞いてすぐイメージされるのが生物顕微鏡です。生物顕微鏡は学校の理科室にも置かれています。動植物の細胞や微生物の観察に使われるシーンが多く、倍率は40倍～1,500倍程度の製品が主流です。

複数の対物レンズが付いているレボルバーを回し、適切な倍率に合わせて使います。ただし、接眼レンズから見られる像は上下左右が逆転しています。

生物顕微鏡は試料の色が分かり、水分を含んでいるものも観察が可能です。また、前処理が不要で、試料の状態を変えなくても観察できるのがメリットですが、倍率が1,000倍程度なのでミクロンオーダーを超える試料の観察には向かないのがデメリットです。

電子顕微鏡は、物理学・化学・生物学・工学・医学等の研究に使われるプロ向けの顕微鏡です。観察物に電子を当てて観察します。倍率は2,000～100万倍程度で、理論的には0.1ナノメートル程度の大きさのものまで観察可能です。

電子顕微鏡では、DNA・ウイルス・物質の原子まで観察できます。また、電子顕微鏡は高性能であるために本体サイズも大きく、非常に高額な点も特徴です。

電子顕微鏡は、微細な試料の構造を確認したいときに活躍します。元素ごとの違いが確認できるのもメリットです。一方、生物顕微鏡とは対照的で、試料の色はわからず、水分を含んでいるものの観察はできません。生物顕微鏡は電子線を用いるので、試料を傷める場合もあるのがデメリットとなります。

顕微鏡の倍率は「光学倍率＝（対物レンズの倍率）×（接眼レンズの倍率）」で算出できます。手持ちの顕微鏡の倍率を確認したいときは、この計算式を使いましょう。

倍率の基準になっているのは人間の肉眼です。人間の肉眼は、肉眼から250ｍｍ離れたところが最もよく見えます。倍率1倍（等倍率）とは観察物から250mm離れたところから人間の肉眼で見たときの見え方です。

顕微鏡では、観察物が小さくてよく見えない場合は倍率を上げて対応します。しかし、顕微鏡の倍率は1,000倍以上にしても観察物が大きく見えるだけで意味がありません。

顕微鏡の倍率によって、観察できるものは違います。観測に適した顕微鏡の種類・倍率・見え方を一覧表にしましたので、参考にしてください。

顕微鏡は倍率を上げると視野が狭くなり、視界が暗くなる特性があります。顕微鏡は狭い面積にある対象物の像を拡大し大きく見せます。しかし、顕微鏡の視野は一定なので、倍率が上がるとより狭い面積に存在するものしか観察できません。

また、観察物に当たる光の量は倍率が変わっても同じです。顕微鏡の視野が狭くなると、レンズを通る光の量が少なくなります。

明るさは距離の2乗に反比例しますが、面積は距離の2乗です。つまり、顕微鏡の倍率を2倍にすると、その視野の明るさは元の4分の1になります。

顕微鏡を選ぶ時は倍率以外に「分解能（解像度）」と「開口数」もチェックしましょう。分解能は最も大切な要素で、こちらは2つの光点が別々に見える最も短い距離を表します。しかし、分解能をパッケージに記載している商品はありません。

開口数は対物レンズが光を集められる範囲を表すもので、分解能を求めるための指標となります。こちらは対物レンズに「倍率/開口数」（具体的には「60X / 1.35」）として明記されているので確認しましょう。

顕微鏡は多くのパーツを搭載する精密機器です。対物レンズの筒部分にはたくさんの情報が書かれています。よくわかるサイトを下記にてご紹介するので、ぜひ参考にしてください。

論文に顕微鏡倍率を記載する際にはいくつかのルールがあります。下記に顕微鏡倍率の書き方をまとめるので、ぜひご参考ください。

鏡検写真の表記について

• 撮影時の対物レンズ倍率（100×，60×，40×，20×， 10×，4×）で表記

総合倍率について

• 1,000 倍 → ×1,000，400 倍 → ×400，200 倍 → ×200，100 倍→ ×100，40 倍→ ×40，×1,000（油 浸レンズ 100×）。以後は 100× で表記

強拡大について

• ×400（対物レンズ 40×）で表記

弱拡大について

• ×100（対物レンズ 10×）で表記

顕微鏡は観察したいものに適した倍率に合わせないとよく観察できません。実際に購入する前に、その顕微鏡で何を観察するかを明確にしてください。顕微鏡は肉眼では見られないミクロの世界を観察できます。顕微鏡を使って科学への関心をどんどん深めましょう。