織の観察をする。

　　電子顕微鏡は、ほとんど光学顕微鏡と同様な原理で像が形成される。図１に光学顕微鏡と電

　子顕微鏡の結像の仕方を示す。一方、光学顕微鏡の解像力は、対物レンズの開口数と使用する

　光線の波長により、その分解能は100ｍμ程度が限度である。倍率でいうと400倍前後が最も広

　く使用され油浸レンズを使用しても精々1500倍程度であり、しかも、高倍率になるほど焦点深

　度が浅くなるため試料に対してより強く平滑さが要求される。

　　一方、電子線の波長は次式で与えられる。

　　　λ：波長、ｈ：プランクの定数、ｍ：電子の質量、ｖ：電子の速度，Ｅ：加速電圧

　　分解能は波長に依存する度合いが非常に大きい。このことからこのことから電子顕微鏡は優

　れている。また、焦点深度も大きい。

　投射レンズの順に透過して最後にスクリーンに結像させるのだが、このためには、試料を薄片

　にするかまたは組織を無構造の極めて薄い膜に転写する必要がある。後者の方法をレプリカ法

　といって広く使用されている。

　１．第一段のレプリカ作製

　　Bioden filmを試料面よりひとまわり大きく切る。これを溶剤（酢酸メチル）中にちょっと浸

　し手早く試料面にはりつける。

　　このとき空気泡を入れないように注意することと試料表面の汚れを除去するためブランクレ

　プリカを約３回作製する。（数分間で乾燥するのでその都度剥して新しいフィルムをはりつけ

　る。）

　２．真空蒸着処理

　　試料面から剥離させた第一段レプリカフィルムは丸まりやすいから２枚の清浄なガラス板に

　挟みクリップでとめて70℃の空気浴中に30分位入れる。

　　次に、レプリカ面を上向きにしてガラス板上に置き四囲をセロハンテープで貼り付け真空蒸

　着を施す。シャドーイング用の白金約20�oをタングステン線に巻き約３０゜の方向に上記レプ

　リカフィルムを置く。また、炭素電極は一方の先端約５�o長を直径２�o程度に細くしてカーボ

　ン粒子が均一に蒸着するようにセットする。

　シャドーイングとカーボン蒸着を行う。

　３．保護膜被覆処理

　　真空蒸着処理のすんだあと、レプリカフィルムの蒸着膜の上に針の先で軽く２〜３�o角くら

　いのごばん目状の傷をつけ、レプリカフィルムを適当な大きさに切り取る。別に用意したスラ

　イドガラスの小片を加熱し、保護膜となるパラフィンを薄く溶融塗布し、これにフィルムの蒸

　着膜の側をはりつける。（保護膜の適当な厚さ：0.1〜0.3�o）

　４．第一段のレプリカフィルムの溶解除去処理

　　保護膜被覆処理のすんだレプリカフィルムはガラス板にはりつけたまま溶剤中に浸漬する。

　溶剤は酢酸メチルまたは酢酸メチル：メチルアルコール＝１：１のものを使用し、容器は秤量

　瓶を使用する。

　　まず、室温の溶剤中に約５分間浸漬したのち予め50℃に調節してある空気浴中に容器ごと入

　れ加温しパラフィンを溶解してしまう。

　　注意：急激に加熱しないこと。目安としては50℃の空気浴に入れてから20〜25分で40℃を超

　　　　　すようにすること。

　５．第二段の蒸着膜レプリカのメッシュ上への固定

　　溶解が終わったあと下記の段階で洗浄処理を行う。

　　1)アセトン　100％

　　2)アセトン　60％、水　40％

　　3)アセトン　20％、水　80％

　　4)水　100％

　平にのばされた蒸着膜は水面上に浮く。

　　次に、メッシュをピンセットで挟み注意しながらメッシュ中央に試料（蒸着膜）をすくう。

　１．試料：炭素含有量0.5，0.4％炭素鋼

　２．蒸着膜の作製：上記レプリカ作製法にしたがって蒸着膜を作製する。

　３．試料の装入：メッシュにすくった試料はメッシュごと試料ホルダーに装入したのち試料室

　　　　　　　　　に装入する。高真空が得られたのち試料ホルダーを電子線通路に入れる。

　４，像観察の主な手順

　　1)エミッション電流OFFを確かめ加速電圧をOFF→60kV→80kV→100kVの順に上げる。

　　2)エミッション電流を所定のところまで上げる。

　　3)倍率をLow Magにしておく。

　　4)コンデンサーつまみを廻してメッシュ像を蛍光板に写し出す。

　　5)観察しようとする部分を蛍光板の中央に持ってきたのち適当な倍率にする。

　　6)軸合わせをしたのちピントを合わせ希望する倍率で像を観察する。場合によっては写真撮

　　　影をする。

　５．試料交換

　　1)エミッション電流をOFFにする。

　　2)試料ホルダーを電子線通路より取り出し、資料室に入れる。

　　3)別の試料を電子線通路に入れる。

　　4)前と同様の手順で像観察を行う。

　１．可視光線について説明せよ

　　可視光線とは、目に見える光のことである。波長は770〜380nmの範囲で、波長が短くなるに

　つれて、赤から黄、緑、紫と色が変わる。可視光線の範囲のすべての光がまじったものは人間

　には見えない光として感じるので白色光と呼ばれている。なお、可視光線より波長が長いもの

　は電波（10�q〜0.1�o）、赤外線（0.1�o〜700nm）である。それに対し、短いものは紫外線

　（380〜0.1nm）、Ｘ線（0.1〜0.001nm）、ガンマ線（0.001nm未満）である。なお、電子線の波

　長は可視光線の10万分の１位である。

　２．電子顕微鏡と光学顕微鏡の仕組みと相違点について説明せよ

　　２つの顕微鏡の光学系は図１に示したようにほとんど変わらない。しかし、光学顕微鏡は、

　光源であるタングステンランプを発光させ、その白色光を利用する。これに対し電子顕微鏡は、

　フィラメントに数アンペアの電流を流し、陽極との間に１０万ボルト程度の高電圧を印加し電

　子線を発生させ、これをグリッドである程度収束させて利用する。光学顕微鏡はガラスレンズ

　を使用するため観察倍率の変更時にはレンズを交換し試料とレンズの距離を変更して焦点を合

　わす。これに対し電子顕微鏡は、電磁レンズを使用し、コイルに流す電流の大きさで焦点距離

　を調節できるので倍率の変更は容易である。電子顕微鏡は電子線を利用するため、顕微鏡内が

　高真空状態でなければならない。このため試料は真空の試料室に入れられて観察される。この

　ことから、生物の観察は光学顕微鏡で行われる。光学顕微鏡は、色の違いによる光吸収の差異

　でその像を観察する。無色の結晶の場合でも結晶の周辺部や厚さの異なる境界線で、光の反射

　や散乱が起こりその部分が暗く見えて外形や凹凸を観察することができる。電子顕微鏡は電子

　線の透過能がきわめて小さいので試料にあたった電子線は吸収や散乱させられてしまいその部

　分が黒く映る。したがって、平面的な外形ははっきりするがその厚さは見当がつかない。

　３．分解能について説明せよ

　　ある程度離れた２つの点を２点と見分けられる２点間の最小距離のことをいう。分解能にお

　いてもっとも重要なのは対物レンズである。なぜなら投射レンズがいくら良い物でもこのレン

　ズの働きは対物レンズで作られた像を拡大するだけだからである。そのため、対物レンズで作

　られた像以上に新しい情報は得られない。分解能はレンズの開き角によって決まり、開き角が

　大きくなると、レンズ中央部と周辺部を通る電子線の像が一致しなくなり分解能が悪くなる

　（球面収差）。開き角が小さくなると、点光源の像が点でなくある大きさを持つぼけ（エア

　リー円）ができて分解能が悪くなる（回折収差）。そのため、この２つの収差の組み合わせを

　最小にする開き角を選べばよい。なお、一般的な電子顕微鏡の分解能は0.12nm程度である。

　４．レンズの焦点距離、焦点深度について説明せよ

　　焦点距離とは、点光源からでた光が、凸レンズを通り屈折して再び同一軸上の一点に集まる

　とき、点光源からレンズまでの距離、または、レンズと光が再び集まる点までの距離のことで

　ある。

　　焦点深度とは、試料表面に凹凸があるとき、それらが同じようにはっきり見える深さの限界

　のことである。焦点深度には、幾何光学的なものと物理光学的なものがあって、幾何光学的な

　ものは、物点がレンズ系によって幾何光学的に結像するとき、正しいピント位置の前後に像と

　して見分け得る距離範囲が生ずることによるものである。物理光学的な物は、像面の乱れがそ

　う大きくならない限界の物体位置の移動を考えるものである。

　５．対物レンズの開口数について説明せよ

　　分解し得る２つの点光源の極限の間隔として

　が得られたときのｎｓｉｎαを開口数といい、分解能を決める重要な要素である。なお、開口

　数は、対物レンズに倍率とともにレンズ枠に刻印されている。

　　これは、0.4，0.5％の炭素鋼の写真であるが、写真を見るとパーライトに比べてフェライト

　の量が圧倒的に多く炭素の含有率はやっぱり少ないと言える。パーライトの部分は、層状に

　混じり合わないのではないかと思われた。

　　今回の実験は、全体的に細かい作業が多いような気がした。フィルムを貼るのは３回やって

　１回も成功せずに残念だった。もし自分でフィルムを貼って実験することになっていたら失敗

　ばかりして時間がかかってしまったのではないかと思います。細かい作業はほとんど他の人に

　任せて自分はあまり作業をしなかったような気がします。もっと積極的に実験に参加すれば良

　かったと反省しています。もう少し時間に余裕があれば電子顕微鏡に実際にさわってみたかっ

　た。