Un microscopio ottico, noto anche come microscopio ottico, funziona in base ai principi di ingrandimento e risoluzione per produrre immagini ingrandite di minuscole strutture troppo piccole per essere osservate ad occhio nudo. Si tratta di illuminare un campione con luce visibile, consentendo la visione ingrandita attraverso un sistema ottico costituito da lenti nell'obiettivo e nell'oculare.
Componenti del microscopio ottico
Un tipico microscopio ottico è costituito dai seguenti componenti principali:
* Obiettivi :Si tratta di gruppi di lenti situate nella parte inferiore del microscopio vicino al campione. Obiettivi multipli con diversi ingrandimenti sono solitamente disponibili su una torretta girevole.
* Corpo (barile o supporto) :La parte strutturale centrale del microscopio che supporta e collega tutti i componenti principali.
* Palco :La piattaforma su cui è posizionato il campione e preparato per la visualizzazione.
* Diaframma :Situato sotto il tavolino, controlla la quantità di luce che raggiunge il campione.
* Illuminatore :Una sorgente luminosa, solitamente una lampada incorporata, che fornisce luce per l'osservazione del campione.
* Clip sul palco :Clip metalliche utilizzate per fissare il campione sul palco.
* Oculare :La lente o le lenti situate nella parte superiore del tubo del microscopio, più vicine all'occhio.
* Manopole di messa a fuoco :Le manopole di regolazione grossolana e di regolazione fine controllano il movimento verticale del corpo o del tavolino per mettere a fuoco chiaramente il campione.
Come funzionano i microscopi ottici
Il funzionamento di base di un microscopio ottico è il seguente:
1. Illuminazione :La luce proveniente dall'illuminatore passa attraverso il diaframma e la lente condensatrice, che raccoglie e dirige la luce verso il campione sul tavolino.
2. Ingrandimento del campione :La lente dell'obiettivo funge da lente d'ingrandimento primaria, piegando (rifrangendo) i raggi luminosi provenienti dal campione in un'immagine reale, invertita e ingrandita all'interno del corpo del microscopio.
3. Ingrandimento dell'oculare :Dopo aver attraversato la lente dell'obiettivo, la luce prosegue verso l'oculare, dove viene ulteriormente ingrandita, risultando in un'immagine virtuale ingrandita che sembra provenire dall'immagine reale formata dall'obiettivo.
4. Ingrandimento totale :L'ingrandimento totale di un microscopio si calcola moltiplicando il potere di ingrandimento della lente dell'obiettivo per quello dell'oculare. Ad esempio, utilizzando un obiettivo 40x e un oculare 10x si otterrebbe un ingrandimento totale di 400x.
Risoluzione e contrasto
La risoluzione si riferisce alla capacità di distinguere tra due oggetti adiacenti in un campione, mentre il contrasto si riferisce alle differenze di luminosità e oscurità nell'immagine. Questi aspetti sono cruciali per ottenere immagini microscopiche chiare e informative.
* Risoluzione :Limitati dalla lunghezza d'onda della luce utilizzata, i microscopi ottici hanno un intervallo di risoluzione compreso tra 0,2 e 2 micrometri (μm). Un ingrandimento maggiore non porta sempre ad una migliore risoluzione.
* Contrasto :Per migliorare il contrasto nella microscopia ottica vengono impiegate diverse tecniche, come la colorazione, il contrasto di fase e il contrasto di interferenza differenziale.
Diverse tecniche di microscopia ottica
Oltre ai principi di base sopra descritti, nella microscopia ottica vengono impiegate varie tecniche e modifiche per studiare tipi specifici di campioni o migliorare le capacità di imaging. Questi includono:
* Microscopia in campo chiaro :La tecnica più comune, fornisce immagini luminose su uno sfondo scuro.
* Microscopia in campo scuro :Illumina il campione obliquamente per produrre uno sfondo scuro e oggetti luminosi.
* Microscopia a contrasto di fase :Utilizza le differenze di fase della luce per evidenziare strutture trasparenti e incolori.
* Microscopia a fluorescenza :Coinvolge coloranti o proteine fluorescenti per emettere luce visibile quando esposti a lunghezze d'onda specifiche.
Applicazioni della microscopia ottica
I microscopi ottici sono ampiamente utilizzati in ambito clinico e di ricerca, tra cui:
* Biologia:studio di cellule, tessuti e microrganismi.
* Microbiologia:esame di batteri, funghi e protozoi.
* Patologia:valutazione dei campioni di tessuto per la diagnosi.
* Scienze forensi:analisi delle prove, comprese fibre e capelli.
* Scienza dei materiali:studio di superfici, particelle e strutture dei materiali.
I microscopi ottici potrebbero non fornire lo stesso livello di risoluzione e ingrandimento dei microscopi elettronici, ma rimangono strumenti indispensabili in varie discipline grazie alla loro facilità d'uso, ampia disponibilità e capacità di osservare campioni viventi sotto luce visibile non distruttiva.
