2015년 37회 국무총리상

국무총리상 ‘빔스플리터를 이용한 이중 반사식 현미경’

충북과학고등학교 박규열 군

1. 제작동기
현미경은 학생들을 위한 과학실험의 큰 축을 담당하는 주요한 실험도구이다. 그런데 이러한 현미경은 너무 무겁고 크며, 비싸다. 이 때문에 동생이 현미경을 다루다 다칠 뻔하기도 했고, 그토록 사달라는 현미경을 사주지도 못하였다. 그래서 현미경 가격을 줄이고, 소형화하기 위한 발명품을 고안하였다.

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2. 작품요약
본 작품은 기존 현미경을 개선하여 가격을 획기적으로 낮추고, 소형화하여 고배율의 현미경이 좀 더 널리 보급되도록 하기 위해 고안된 작품이다. 본 작품은 일반적인 현미경 구조와는 달리 프레파라트에서 나온 빛을 빔스플리터(Beam Splitter)와 거울을 이용하여 동일한 대물렌즈를 두 번 통과하게 한 후, 접안렌즈로 들어가도록 하여 한 대물렌즈를 두 번 활용함으로써 경통의 길이를 줄일 수 있고, 낮은 배율의 대물렌즈를 사용하더라도 매우 높은 확대 성능을 기대할 수 있다.

3. 작품내용
비교의 편리성을 위하여 기존 현미경 구조와 이중반사 구조를 혼합하여 T자 형태로 제작하였다. moving mirror를 경통 밖으로 꺼내면 일반 광학 현미경과 같은 구조를 가지게 되어 보통의 현미경과 같은 배율을 갖지만 moving mirror를 경통 안으로 넣게 되면 위에서 설명한 방식으로 보통 현미경보다 고배율의 상을 얻을 수 있다. moving mirror를 경통 밖으로 꺼내어 사용하는 경우 프레파라트와 대물렌즈 사이의 거리를 대물렌즈의 초점거리 f로 맞추고 상을 찾으면 되고, moving mirror를 경통 안으로 넣고 사용하는 경우 프레파라트와 대물렌즈 사이 거리를 f2로 맞추고 상을 찾으면 된다.

 

4. 제작결과
가. 기존의 현미경 구조에 비하여 확연하게 상의 크기가 증대되었다.
나. 기존 현미경 배율은 유지하면서 크기를 크게 줄일 수 있었다.

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박규열
충북과학고등학교