北 海 道 の 雪 氷 No 20(2001)
暗視野照明による雪結晶の顕微鏡写真撮影法
油川英明・尾関俊浩 (北海道教育大学・ 岩見沢校)
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は じめ に雪結 晶の顕微鏡写真 につ いては、 これ まで幾つかの方法が提示 されてきて いる。 中谷は通常の 写真撮影のほか に、反射光 による暗視野撮影な どを試みているが、雪結品の特徴的な形態を示す ことができるもの と して斜光の選過照明による撮影法 をあげている。ただ、 この場合 は透過光を その まま用 いているので
,基
本 的 には通例 の顕徴銃写真の撮影 と変わ りがないことにな る。 これ に対 して、吉 田は顕微鏡の照明を2分 し、ひとつは色 フィルターを通 して光軸 に垂直な背景色用 と し、他方 は斜めの 自色光 と して結晶を照射す るとい う方法で撮影 しているよ うである。 この撮 影法 で は結 晶本体 と背景の色 を違 えて撮影することができるので、雪結晶を際立たせて撮ること がで きる。ただ、 この場合は結 晶を照射する光が光軸 に対 してある方向に偏 つて いることか ら、通 常の斜光照明のよ うに、撮影 された結 晶には明暗部が生 じている。 これは結晶全体 を等 しく観 察
撮影 する ことに関 しては少 し障害 とな り、 この方法 による暗視野撮影 においては、結品の一 部が 写 らな いかあ る いは極端 に暗 い映像 となる ことが予想 される。一方、小林の二色光源法 は、
原理 的 には吉 日の方法 と同 じもののよ うで、斜光照明が さらに著 しく施 されるため に明暗の差が 大 き くな り、 また 、樹枝状結晶な どの複雑な形の部分は光が強 く散乱 され 、やや鮮 明 さに欠ける よ うな場合 も見受けられる。
このよ うな ことか ら、今 回,顕徴鏡 の照明は透過光 と し
,そ
れ を少 し工夫 して雷結晶全体が均― に照射 された状態での暗視野写翼あるいはカラー写真の撮影を試みた。以下 にその方法 と結果 につ いて述べる。
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晴視野照明の方法今 回試みた撮影法を図1に示す。通 常の顕徴鏡照明用の凹面鏡の中心部に背景色となる覆 いを、
その 凹面鏡よ りも少 し小 さな径 に して貼 りつけることによ り、光源か らの光が凹面鏡の縁の露 出 部分 のみか ら反射 され、それが環状の斜光照明 として試料を照射するよ うに した ものである。 こ の ことによ り、暗視野照明 による撮影は勿論、任意の背景色 によるカ ラー写真の撮影 も可能 とな る。つま り、凹面鏡 によ り反射 された光の角度 (顕徴鏡の光軸 に対する
)が
対物 レンズの開口角 よ りも大きいものであれ ば、顕徴鏡の視野全体 は凹面鏡 中心部の覆 いの色 とな るわ けである。例 えばそ の覆 いを黒色 に した場合 には一般的な暗視野照明 と同 じもの とな り、他の色 を用 いれ ばそ の色 に応 した視野となるわけである。ところで、対物 レンズの開口角は、今回用いた ものの開回数が
01で
あ ることか ら、その角度 は57農
ほどに見積 もられ、他方、凹面鏡の縁か らの照射は光軸 に対する最小の角度が10度
程 度 に求め られ るので、 この方法で十分な暗視野照明が得 られることになる。この状態で顕微鏡の載物台 に雪結晶を載せた とき、結 品に入射 した光がその輪郭及び文様 によ り反射・ 回折 され られて開 口角よ りも小 さくなれば、それ によって映像が得 られ ることになる。
また 、凹面鏡 の中心部 に貼 りつけた覆 いを適 当な色 に変 えれ ば、その背景色の もとに雪結晶だけ が自く輝 いて見えることにな り、そのよ うなカラー写真を撮影することができる。
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北 海 道 の 雪 氷 No 20(2001)
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結果 とま とめ図
2に
本 装置 で撮 影 され た 雪 結 晶の顕徴 鏡 写 真 の例 を示 す。 これ らは全 体 が 暗 い背 景 で 雪結 晶 だ けが 自 く写 し出 され て いる。 そ して 、各 々の 結 晶 は輪 郭 が 全体 と して 均 ― な 明 る きで あ り、従 来の 方法 に見 られ るよ うな 明暗の差異 は見 られ な い。カ ラー 写 真 の撮 影 は 、 凹面 鏡 の 中心 部 にあ る覆 い を適 当な色 の もの に貼 り替 え る こ と によ り撮 影 が で き る。 この 場 合 、覆 いは な る べ く濃 い色 を使 用 した 方 が雷 結 品 の 白 さを 強 調 で き 、通 切 な 写真 を撮 る こ とが で き る。 普 通 には青 色 あ る いは紫 色 が 用 い られ るが 、 これ らに限 られ る こ とは な い。ただ 、雪の物 質観 を損 なわな いよ うな背 景色が選択 され るべきで ある と考 え られ る。
と ころ で 、 暗視 野 写真 と して は ベ ン トレーの 写真 が 知 られ て い る。 これ は 、 雪 結 晶 の全 体 が 自 く写 し出 され て い るわ けで あ るが 、 この 写真 は 、 実 際 に は通 常の 透 過 光 で 撮 影 され た 写 真 乾 板 で あ り、 そ の結 晶 本 体 以外 を カ ッタ ーで 削 ぎ 落 と して プ リン トが な され た もの で 、 写真 そ の もの に 人 為 的 な所 作 が加 え られ て い る。 これ に対 して 、今 回 の撮 影 法 によ る 写 真 は そ の よ うな ことが 一 切 施 され て いな い。 それ 故 、 ベ ン トレー の 写 真 とは異 な り、本 撮 影 装 置 に よ る写 真 は雪 結 晶 内の 文 様 の無 い部 分 は背 景 色 と同 じ色 と して抜 け る よ うに写 し出 され るわ けで あ るが 、 そ れ は 、 ベ ン
トレーの 写真 に比 して雪結 晶の透 明感 が表現 され て いる もの と見なす ことがで き るで あろ う。
対鞠レンス
スライ ドガラス
図1 暗視野照 明の概 略
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図
