英語版クイズをもとにAIで日本語で作成しました。出典は日本語版ウィキペディアにリンクしています。
顕微鏡は、肉眼では見えない世界を人類に開いた実験器具だ。17世紀の眼鏡工房から生まれ、微生物の発見や細胞の研究を支えてきた。 このクイズでは、発明をめぐる諸説、電子顕微鏡や走査型プローブ顕微鏡の登場、江戸時代に伝わった日本での歩みを取り上げる。 理科の授業で習う各部の名前や正しい使い方も出題する。やさしい問題から通好みの難問まで、順に挑戦してほしい。
全30問の答えと解説。クイズで遊ぶ
Q 01試料を顕微鏡で観察できる状態にしたものを何と呼ぶ?
プレパラート
通常はスライドガラスに貼り付けた試料を、適当な屈折率の封入剤とともにカバーガラスの下に封じたものを用いる。
Q 021665年に図版で名高い『Micrographia(顕微鏡図譜)』を出版したのは誰?
ロバート・フック
著者は、ガラス糸の端を溶かした小さなガラス球から小さなレンズを作ってもいた。
Q 03回転させて対物レンズを高倍率のものに切り替える部品は?
レボルバ
通常は同焦点設計になっており、対物レンズを変えてもピントがずれないようになっている。
Q 04第一次世界大戦の勃発で、日本への顕微鏡の輸入が途絶えた相手国は?
ドイツ
ツァイスやライツなどを擁する国からの輸入が止まった結果、国産品が日本の市場を独占した。
Q 05透過型電子顕微鏡がガラスレンズの代わりに使うものは?
電磁石
動作の原理そのものは光学顕微鏡と同様で、光の代わりに電子を用いる。
Q 061群のレンズのみで構成された顕微鏡を何と呼ぶ?
単式顕微鏡
2群以上のレンズで構成されたものは複式顕微鏡と呼ばれる。光学顕微鏡は、単一のレンズによる観察法の拡張として開発された。
Q 07宇田川榕庵が研究に役立てた顕微鏡は、誰から贈られたもの?
シーボルト
日本では、1765年に後藤梨春が著した書物ですでに顕微鏡が紹介されていた。
Q 08ファン・レーウェンフックが単レンズ顕微鏡で達成した倍率は?
300倍
彼の顕微鏡は、リベットで留めた2枚の金属板の穴の間に非常に小さなガラス球レンズを挟み、ネジで調整できる針で標本を固定する構造だった。
Q 09単純な顕微鏡(拡大鏡)の最古の使用は何世紀にさかのぼる?
13世紀
この頃、眼鏡にレンズが広く使われるようになった。レンズのような器具そのものの起源は4,000年前にさかのぼる。
Q 10ルスカらが最初の電子顕微鏡の試作機を開発したのは何年?
1931年
この試作機は透過型(TEM)だった。光の代わりに電子を使うことで、はるかに高い分解能が得られる。
Q 11可視光を使う光学顕微鏡の理論的な分解能の限界は約どれくらい?
250ナノメートル
0.250マイクロメートルにあたる。一般的な倍率は最大1,250倍で、実用的な倍率は最大1,500倍に制限される。
Q 1219世紀後半に顕微鏡光学系の理論的基礎を確立したカール・ツァイス社の人物は?
エルンスト・アッベ
それまで顕微鏡の光学系は、17世紀に発明されて以来、長らく経験と試行錯誤に基づいて設計制作されてきた。
Q 13ガリレオが自作の複式顕微鏡に付けた呼び名「occhiolino」の意味は?
小さな目
ガリレオが1625年にアッカデーミア・デイ・リンチェイへ提出したこの器具を「microscope」と命名したのは、ジョバンニ・ファベールである。
Q 14顕微鏡が日本に伝わったのは、いつ頃と考えられている?
Q 211765年の「紅毛談(おらんだばなし)」は顕微鏡を何という名で紹介した?
虫目がね
著者は後藤梨春。江戸時代には、贈られた顕微鏡を様々な研究に役立てた宇田川榕庵のような学者もいた。
Q 22原子間力顕微鏡で、微細なプローブが取り付けられている部品は?
カンチレバー
プローブはシリコンまたは窒化シリコン製。試料表面上を走査し、表面との相互作用を引き起こす力が測定され、マッピングされる。
Q 23ルスカが初の商業用透過型電子顕微鏡を開発した当時の勤務先は?
シーメンス
透過型電子顕微鏡は第二次世界大戦後に普及し、1950年代には電子顕微鏡に関する主要な科学会議が開催されるようになった。
Q 24オディエルナの著作『L'occhio della mosca』は何の目を指す?
1750年
伝来元はオランダとされる。その後、1781(天明元)年には日本最初の顕微鏡が作られている。
Q 151608年に最初の望遠鏡で特許を申請し、顕微鏡の発明者説もある眼鏡職人は?
ハンス・リッペルハイ
顕微鏡の発明者は、長年多くの主張がなされてきたにもかかわらず不明である。諸説は眼鏡工房を中心に展開されている。
Q 16共焦点レーザー顕微鏡で、焦点面以外からの蛍光を遮る仕組みは?
ピンホール
これにより、開口数に依存した厚さの光学切片像を得ることができる。試料作成が簡単なこともあり、1990年代以降、生物学分野で飛躍的に普及した。
Q 17一部の生物学史家が「組織学の父」と呼ぶイタリアの科学者は誰?
マルチェロ・マルピーギ
彼は肺の研究から生物学的構造の分析を始めた。1660年代から1670年代に博物学者たちが使い始めるまで、顕微鏡はおおむね目新しいものだった。
Q 181893年に、光学顕微鏡の分解能の限界に迫る試料照明の原理を考案したのは誰?
アウグスト・ケーラー
この照明法は均一な照明を実現し、初期の試料照明技術によって制約を受けていたコントラストと分解能の課題を克服した。
Q 191935年に走査型電子顕微鏡(SEM)を開発したのは誰?
マックス・クノール
透過型に追随してすぐの開発だった。ただし透過型が第二次世界大戦前から研究に使われたのに対し、SEMの市販は1965年になってからである。
Q 20ファン・レーウェンフックが微生物の発見を報告したのは何年?
1676年
報告の日付は10月9日。彼は赤血球と精子も再発見し、生物の超微細構造を観察する道具として顕微鏡の普及に貢献した。
ハエ
1644年のこの著作には、顕微鏡の使用に基づく有機組織の顕微鏡解剖学に関する最初の詳細な記述が登場する。
Q 251965年に発売された最初の商業用走査型電子顕微鏡の商品名は?
ステレオスキャン
開発したのはケンブリッジ大学の教授チャールズ・オートリーと大学院生ゲイリー・スチュワートで、ケンブリッジ・インスツルメント・カンパニーが販売した。
Q 261781(天明元)年に日本最初の顕微鏡を作ったのは誰?
小林規右衛門
この顕微鏡は、島津創業記念資料館が所蔵している。
Q 27走査型電子顕微鏡が微細な電子線で表面を走査するために備える部品は?
ラスターコイル
バルク物体の表面を走査するので、試料は必ずしも切片化する必要はない。ただし非導電性の試料には、金属層や炭素層によるコーティングが必要になる場合がある。
Q 28主光線がレンズ光軸に対して平行となる光学系を何と呼ぶ?
テレセントリック
測定顕微鏡に採用例が多い。観察倍率の正確性とともに、像の歪みを最小限に抑えることが要求されるためである。
Q 291910年に加藤嘉吉と神藤新吉が開発した顕微鏡の名は?
エムカテラ
その3年前の1907(明治40)年には、日本で工業的に作られた最初の顕微鏡とされる田中式600倍顕微鏡を田中杢次郎が作り上げている。
Q 30微分干渉顕微鏡で、試料面での光線の分離量を何と呼ぶ?
シアー量
分解能やコントラストに影響する量である。光線の分離には、偏光素子とウォラストンプリズムが使われる。