Un microscopio è un dispositivo che consente alle persone di visualizzare i campioni in dettaglio troppo piccoli da vedere a occhio nudo. Lo fanno con l'ingrandimento e la risoluzione. L'ingrandimento è il numero di volte in cui l'oggetto viene ingrandito all'interno dell'obiettivo di visualizzazione. La risoluzione è il modo in cui l'oggetto appare dettagliato quando viene visualizzato. I microscopi sono particolarmente utili in biologia, dove molti biologi studiano organismi troppo piccoli per vedere senza aiuto. Possono utilizzare stereoscopi, microscopi composti, microscopi confocali, microscopi elettronici o qualsiasi microscopio specializzato all'interno di ciascuna categoria. Il campione in osservazione determina il microscopio necessario.

Stereoscopio

Lo stereoscopio, detto anche microscopio da dissezione e stereomicroscopio, è un microscopio illuminato a luce che consente una vista tridimensionale di un campione. Lo fa utilizzando due oculari a diversi angoli che sono in realtà solo una coppia di microscopi composti. L'immagine dell'esemplare è anche laterale e verticale. Tuttavia, gli stereoscopi hanno una potenza inferiore rispetto ai microscopi composti. Le immagini sono ingrandite solo fino a circa 100x. Gli stereoscopi consentono a studenti e scienziati di manipolare i campioni mentre sono sotto osservazione.

Compound

Come gli stereoscopi, i microscopi composti sono illuminati dalla luce. Forniscono una vista bidimensionale di un campione sotto osservazione, ma possono avere ingrandimenti compresi tra 40x e 400x, con versioni più potenti fino a 2000x. Sebbene l'ingrandimento possa essere elevato, la risoluzione è limitata dalla lunghezza d'onda della luce. I microscopi composti non possono visualizzare i dettagli a meno di 200 nanometri. Indipendentemente da ciò, i microscopi composti possono essere trovati in molte aule di biologia e laboratori di ricerca.

Confocal

I microscopi confocali sono anche microscopi ottici, ma hanno i vantaggi sia degli stereoscopi che dei microscopi composti. I microscopi confocali consentono ingrandimenti elevati di campioni con immagini tridimensionali. Hanno anche risoluzioni più alte, in grado di differenziare i dettagli fino a 120 nanometri di distanza. Il tipo più comune di microscopio confocale è il microscopio a fluorescenza. Questo microscopio utilizza la luce intensa per eccitare le molecole di un campione. Queste molecole emettono luce, o fluorescenza che viene osservata, consentendo un maggiore ingrandimento e risoluzione.

Microscopio elettronico a trasmissione

Il primo microscopio elettronico era un microscopio elettronico a trasmissione (TEM) inventato in Germania in 1931 di Max Knoll e Ernst Ruska. È stato creato come un modo per ingrandire gli oggetti più di quanto fossero capaci i microscopi ottici. Se i microscopi ottici potessero ingrandirsi al massimo a 1000x o 2000x, il microscopio elettronico potrebbe ingrandire gli oggetti fino a 10.000x. Un TEM funziona focalizzando un fascio di elettroni a energia singola abbastanza forte da passare attraverso un campione molto sottile. Le immagini risultanti vengono poi visualizzate attraverso la diffrazione elettronica o l'immaginazione diretta di elettroni.

Microscopio elettronico a scansione

C'è una discrepanza su come è stato inventato il SEM, ma è stato creato all'inizio degli anni '30. Tuttavia, non è stato fino al 1965 che Cambridge Instrument Company commercializzò il primo SEM. Ciò era dovuto alla complessità della tecnologia di scansione del SEM, che era più complicata da utilizzare rispetto alla TEM. Il SEM funziona scansionando la superficie di un campione con un fascio di elettroni. Questo raggio crea segnali diversi, elettroni secondari, raggi X, fotoni e altri, che aiutano a caratterizzare il campione. I segnali sono visualizzati su uno schermo che mappa le proprietà del materiale del campione.