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¿Cómo se llaman las partículas que son invisibles al microscopio óptico? Diferencias entre microscopios digitales y microscopios ópticos. Microscopios de sonda de barrido

Conferencia No. 7

Métodos de renderizado de superficies.

Microscopia óptica

El ojo humano, que nos permite ver y estudiar el mundo que nos rodea, es un sistema óptico bastante simple, cuyo elemento principal es la lente, que en realidad es una lente hecha de una sustancia cristalina líquida. Los objetos más pequeños que se pueden ver con un sistema óptico de este tipo tienen un tamaño de aproximadamente 0,1 mm, y para observar y estudiar objetos más pequeños, primero se utilizaron gafas o lupas, y luego estructuras complejas hechas de lentes ópticas, llamadas microscopios ópticos.

Microscopio (del griego mikros - pequeño y skopeo - miro) - un dispositivo para obtener imágenes muy ampliadas de objetos (o detalles de su estructura) invisibles a simple vista.

Diseño óptico y principio de funcionamiento de un microscopio óptico. . Uno de los diagramas típicos de un microscopio óptico se muestra en la Fig. 1. Un objeto 7 situado en un escenario 10 suele iluminarse con luz artificial procedente de un iluminador (lámpara 1 y lente colectora 2) utilizando un espejo 4 y un condensador 6. Para ampliar el objeto se utilizan una lente 8 y un ocular 9. La lente crea una imagen real invertida y ampliada de 7" del objeto 7. El ocular forma una imagen virtual secundaria ampliada de 7", normalmente a la mejor distancia de visión D=250 mm. Si se mueve el ocular de modo que la imagen de 7" quede delante del foco frontal del ocular F aproximadamente, entonces la imagen proporcionada por el ocular se vuelve real y se puede obtener en la pantalla o en la película. El aumento total es igual al producto del aumento de la lente por el aumento del ocular: x = bX aprox. El aumento de la lente se expresa mediante la fórmula: b=D/F ob, donde D es la distancia entre el foco trasero de la lente F ob y el foco frontal del ocular F app (la llamada longitud óptica del tubo del microscopio); F ob es la distancia focal de la lente. El aumento del ocular, similar al aumento de una lupa, se expresa mediante la fórmula: X ok = 250/F ok, donde F ok es la distancia focal del ocular. Normalmente, los objetivos de los microscopios ópticos tienen aumentos de 6,3 a 100 y los oculares de 7 a 15. Por lo tanto, el aumento total de dicho microscopio oscila entre 44 y 1500. El diafragma de campo 3 y la abertura 5 sirven para limitar el haz de luz y reducir la luz dispersa. Una característica importante de un microscopio óptico es su resolución, definida como el recíproco de la distancia más pequeña a la que dos elementos estructurales adyacentes todavía pueden verse por separado.. La resolución de un microscopio óptico está limitada debido a la difracción de la luz. Debido a la difracción, la imagen de un punto luminoso infinitesimal proporcionada por la lente de dicho microscopio no parece un punto, sino un disco de luz redondo (rodeado de anillos claros y oscuros), cuyo diámetro es igual a: re = 1,22 /A, Dónde  – longitud de onda de la luz y A–apertura numérica de la lente, igual a: Una =nortepecado(a/2)(norte– índice de refracción del medio situado entre el objeto y la lente, a- el ángulo entre los rayos extremos de un haz de luz cónico que sale de un punto de un objeto y entra en la lente). Si dos puntos luminosos se encuentran uno cerca del otro, sus patrones de difracción se superponen, dando lugar a una distribución compleja de la iluminación en el plano de la imagen. La diferencia relativa más pequeña en la iluminación que puede ver el ojo es del 4%. Esto corresponde a la distancia más pequeña resuelta en un microscopio óptico, d=0,51 /A. Para objetos no autoluminosos, la resolución máxima es d etc. asciende a  /(A+A"), Dónde A"– apertura numérica del condensador del microscopio. Así, la resolución ( 1/día) es directamente proporcional a la apertura de la lente y para aumentarla, el espacio entre el objeto y la lente se llena con un líquido con un alto índice de refracción. Las aperturas de los objetivos de inmersión de gran aumento alcanzan A=1,3 (para lentes “secos” convencionales A=0,9). La existencia de un límite de resolución influye en la elección del aumento del microscopio óptico. Aumento del microscopio óptico dentro de 500 A – 1000A Se llama útil, ya que con ella el ojo distingue todos los elementos de la estructura del objeto que son resueltos por el microscopio. Con aumentos superiores a 1000 A no se revelan nuevos detalles de la estructura del objeto; Sin embargo, a veces estos aumentos se utilizan, por ejemplo, en microfotografía y microproyección.

Métodos de observación para microscopía óptica. . La estructura de un objeto se puede distinguir si sus diferentes partes absorben y reflejan la luz de manera diferente, o tienen diferentes índices de refracción entre sí (o del medio). Estas propiedades determinan la diferencia en amplitudes y fases de las ondas de luz reflejadas o transmitidas a través de diferentes partes del objeto, lo que, a su vez, determina el contraste de la imagen. Por tanto, los métodos de observación utilizados en microscopía óptica se seleccionan en función de la naturaleza y propiedades del objeto en estudio.

Método del campo de luz transmitida se utiliza al estudiar objetos transparentes con partículas absorbentes (que absorben la luz) y partes incluidas en ellas. Se trata, por ejemplo, de finas láminas coloreadas de tejidos animales y vegetales, finas láminas de minerales y materiales radioelectrónicos. En ausencia de un objeto, un haz de rayos del condensador 6 (ver Fig. 1) pasa a través de la lente 8 y produce un campo iluminado uniformemente cerca del plano focal del ocular 9. Si el objeto 7 contiene un objeto absorbente, entonces absorbe parcialmente y dispersa parcialmente la luz que incide sobre él (línea discontinua), que, según la teoría de la difracción, determina la apariencia de la imagen. El método también puede ser útil para objetos no absorbentes si dispersan el haz de iluminación con tanta fuerza que una parte importante del haz no llega a la lente.

Método de campo brillante con luz reflejada.(Fig. 2) se utiliza para observar objetos opacos, por ejemplo, secciones metálicas 4.

El objeto se ilumina desde arriba desde el iluminador 1 y el espejo translúcido 2 a través de la lente 3, que sirve al mismo tiempo como condensador. La imagen se crea en el plano 6 mediante la lente junto con la lente tubular 5; la estructura de un objeto es visible debido a las diferencias en la reflectividad de sus elementos; En un campo brillante se destacan las heterogeneidades que dispersan la luz que incide sobre ellas.

Método de campo oscuro con luz transmitida(Fig. 3) se utiliza para obtener imágenes de objetos transparentes y no absorbentes. La luz del iluminador 1 y del espejo 2 pasa a través de un condensador de campo oscuro 3 especial en forma de cono hueco y no entra directamente en la lente 5. La imagen se crea únicamente mediante la luz dispersada por las micropartículas del objeto 4. En el campo de visión 6, sobre un fondo oscuro, se ven imágenes claras de partículas que difieren del entorno en su índice de refracción.

Método de ultramicroscopía, basado en el mismo principio (la iluminación de un objeto en los ultramicroscopios es perpendicular a la dirección de observación), permite detectar detalles ultrafinos cuyas dimensiones (2 nm) superan con creces la resolución de un microscopio óptico. . La capacidad de detectar objetos de este tipo, por ejemplo, las partículas coloidales más pequeñas, utilizando un ultramicroscopio se debe a la difracción de la luz por ellos. Bajo una intensa iluminación lateral, el observador marca cada partícula en el ultramicroscopio como un punto brillante (punto de difracción luminosa) sobre un fondo oscuro. Debido a la difracción, las partículas más pequeñas dispersan muy poca luz. Por lo tanto, en ultramicroscopía se suelen utilizar fuentes de luz potentes. Dependiendo de la intensidad de la iluminación, la longitud de onda de la luz y la diferencia entre los índices de refracción de la partícula y el medio, las partículas detectadas tienen tamaños de (2 a 50) nm. Es imposible determinar el tamaño, la forma y la estructura reales de las partículas a partir de los puntos de difracción: un ultramicroscopio no proporciona imágenes de los objetos ópticos que se están estudiando. Sin embargo, utilizando un ultramicroscopio, es posible determinar la presencia y concentración numérica de partículas, estudiar su movimiento y también calcular el tamaño promedio de las partículas si se conocen su concentración en peso y densidad. El ultramicroscopio fue creado en 1903. El físico alemán G. Siedentopf y el químico austriaco R. Zsigmondy. En el esquema del ultramicroscopio de hendidura propuesto por ellos (Fig. 4, a), el sistema en estudio está inmóvil. La cubeta 5 con el objeto en estudio se ilumina con la fuente de luz 1 (2 – condensador; 4 – lente de iluminación) a través de una estrecha rendija rectangular 3, cuya imagen se proyecta en la zona de observación.

A través del ocular del microscopio de observación 6 se pueden ver los puntos luminosos de las partículas situadas en el plano de imagen de la rendija. Por encima y por debajo de la zona iluminada no se detecta la presencia de partículas. En un ultramicroscopio de flujo (Fig. 4, b), las partículas en estudio se mueven a lo largo del tubo hacia el ojo del observador. A medida que cruzan la zona de iluminación, se registran visualmente como destellos brillantes o mediante un dispositivo fotométrico. Ajustando el brillo de la iluminación de las partículas observadas con una cuña fotométrica móvil 7, es posible seleccionar para el registro partículas cuyo tamaño exceda un límite especificado. Los ultramicroscopios se utilizan en estudios de sistemas dispersos, para controlar la pureza del aire atmosférico, el agua y el grado de contaminación de medios ópticamente transparentes con inclusiones extrañas.

Al observar método de campo oscuro en luz reflejada(Fig. 5) los objetos opacos (por ejemplo, secciones de metal) se iluminan desde arriba mediante un sistema de anillo especial ubicado alrededor de la lente y llamado epicondensador.

Los rayos de luz de la lámpara 1 iluminadora de campo oscuro, reflejados desde el epicondensador 2 e incidentes en ángulo con la superficie del sustrato 3, son dispersados por partículas extrañas. Estos rayos de luz dispersados por partículas extrañas pasan a través de las lentes del objetivo del microscopio 4 y 5, se reflejan en el espejo del prisma del microscopio 6 y, al pasar a través de la lente del ocular del microscopio 7, son distinguidos por el observador en forma de puntos luminosos en un campo oscuro. .

Método de observación de luz polarizada.(transmitido y reflejado) se utiliza para estudiar objetos anisotrópicos, como minerales, menas, granos en secciones delgadas de aleaciones, algunos tejidos y células animales y vegetales. La anisotropía óptica es la diferencia en las propiedades ópticas de un medio según la dirección de propagación de la radiación óptica (luz) en él y su polarización.. La polarización de la luz es una característica física de la radiación óptica que describe la anisotropía transversal de las ondas de luz., es decir, la no equivalencia de diferentes direcciones en un plano perpendicular al haz de luz. La naturaleza transversal de las ondas electromagnéticas priva a la onda de simetría axial con respecto a la dirección de propagación debido a la presencia de direcciones seleccionadas (vectores mi– campo eléctrico y fuerza vectorial norte– intensidad del campo magnético) en un plano perpendicular a la dirección de propagación. Desde los vectores mi Y norte Las ondas electromagnéticas son perpendiculares entre sí, para describir completamente el estado de polarización de un haz de luz se requiere conocer el comportamiento de solo una de ellas. Habitualmente se elige para este fin el vector E. La luz emitida por cualquier emisor elemental individual (átomo, molécula) siempre está polarizada en cada acto de radiación. Pero las fuentes de luz macroscópicas constan de una gran cantidad de partículas emisoras de este tipo; orientaciones espaciales de vectores mi y los momentos de los actos de emisión de luz por partículas individuales se distribuyen en la mayoría de los casos de forma caótica. Por lo tanto, en general la radiación la dirección mi impredecible en un momento dado. Esta radiación se llama no polarizado, o luz natural. La luz se llama completamente polarizado, si dos componentes (proyecciones) mutuamente perpendiculares del vector mi El haz de luz oscila con una diferencia de fase constante a lo largo del tiempo. Normalmente, el estado de polarización de la luz se representa mediante una elipse de polarización, una proyección de la trayectoria del final del vector. mi a un plano perpendicular a la viga (Fig.6)

La anisotropía óptica se manifiesta en la birrefringencia, los cambios en la polarización de la luz y la rotación del plano de polarización que se produce en las sustancias ópticamente activas. La anisotropía óptica natural de los cristales se debe a la diferencia en diferentes direcciones del campo de fuerzas que conectan los átomos de la red. La actividad óptica natural de sustancias que la exhiben en cualquier estado de agregación está asociada con la asimetría de la estructura de las moléculas individuales de dichas sustancias y la diferencia resultante en la interacción de estas moléculas con radiación de diferentes polarizaciones, así como con las características. de los estados excitados de electrones y “núcleos iónicos” en cristales ópticamente activos. La anisotropía óptica inducida (artificial) ocurre en medios que son naturalmente ópticamente isotrópicos bajo la influencia de campos externos que resaltan una cierta dirección en dichos medios. Puede ser un campo eléctrico, un campo magnético, un campo de fuerzas elásticas, así como un campo de fuerzas en un flujo de fluido. En el método de observación de la luz polarizada, mediante analizadores y compensadores que se incluyen en el sistema óptico, se estudia el cambio en la polarización de la luz que atraviesa un objeto.

Método de contraste de fases Se utiliza para obtener imágenes de objetos transparentes e incoloros que son invisibles cuando se observan mediante el método de campo brillante. Tales objetos incluyen, por ejemplo, tejido animal vivo y sin teñir. El método se basa en el hecho de que incluso con una pequeña diferencia en los índices de refracción del objeto y el medio, la onda de luz que los atraviesa sufre diferentes cambios de fase y adquiere alivio de fase. Estos cambios de fase se convierten en cambios de brillo (“alivio de amplitud”) mediante una placa de fase especial (anillo de fase) ubicada cerca del foco posterior de la lente. Los rayos que atraviesan un objeto pasan completamente a través del anillo de fase, que cambia su fase en /4. Al mismo tiempo, los rayos dispersados en el objeto (desviados) no caen en el anillo de fase y no reciben un cambio de fase adicional. Teniendo en cuenta el desplazamiento de fase en el objeto, la diferencia de fase entre los rayos desviados y no desviados resulta cercana a 0 o /2, y como resultado de la interferencia de la luz en el plano de imagen del objeto, se realzan o debilitan notablemente entre sí, dando una imagen contrastada de la estructura del objeto, en la que la distribución de la luminosidad reproduce el relieve de fase anterior.

Método de contraste de interferencia Consiste en que cada rayo que ingresa al microscopio se bifurca: uno atraviesa la partícula observada y el segundo la atraviesa. En la parte ocular del microscopio, ambos haces se conectan nuevamente y se interfieren entre sí. El resultado de la interferencia está determinado por la diferencia en la trayectoria de los rayos. d, que se expresa mediante la fórmula: re=norte =(n 0 -norte metro )d 0 , donde n 0 , n m son los índices de refracción de la partícula y el medio ambiente, respectivamente, d 0 – espesor de partículas, norte– orden de interferencia. En la Fig. 2 se muestra un diagrama esquemático de uno de los métodos para implementar el contraste de interferencia. 4. El condensador 1 y la lente 4 están equipados con placas birrefringentes (marcadas en la figura con flechas diagonales), la primera de las cuales divide el haz de luz original en dos haces y la segunda los reúne. Uno de los rayos, que pasa por el objeto 3, se retrasa en fase (adquiere una diferencia de trayectoria en comparación con el segundo rayo); la magnitud de este retraso se mide mediante el compensador 5. El método de contraste de interferencia es en algunos aspectos similar al método de contraste de fase: ambos se basan en la interferencia de rayos que han atravesado una micropartícula y la han pasado. La diferencia entre el método de interferencia y el método de contraste de fase radica principalmente en la capacidad de medir con alta precisión (hasta /300) las diferencias de trayectoria introducidas por un microobjeto utilizando compensadores. A partir de estas mediciones es posible realizar cálculos cuantitativos, por ejemplo, de la masa total y la concentración de materia seca en las células de objetos biológicos.

Método de investigación en luz luminiscente. se basa en el hecho de que se estudia bajo un microscopio el brillo verde-naranja de un objeto que se produce cuando se ilumina con luz azul-violeta o ultravioleta. Para ello se introducen filtros de luz adecuados antes del condensador y después de la lente del microscopio. El primero de ellos transmite únicamente la radiación de la fuente de iluminación que provoca la luminiscencia del objeto, el segundo (después de la lente) transmite únicamente luz luminiscente al ojo del observador. El método se utiliza en análisis microquímicos y detección de defectos.

método de observación ultravioleta permite aumentar la resolución máxima del microscopio, proporcional a 1/. Este método también amplía las posibilidades de los estudios microscópicos debido a que las partículas de muchas sustancias, transparentes a la luz visible, absorben fuertemente la radiación ultravioleta de determinadas longitudes de onda y, por tanto, se distinguen fácilmente en las imágenes ultravioleta. Las imágenes en microscopía UV se registran mediante fotografía o mediante un convertidor óptico electrónico o una pantalla luminiscente.

Método de observación por infrarrojos También requiere convertir una imagen invisible al ojo en visible fotografiándola o utilizando un convertidor electrónico-óptico. La microscopía IR le permite estudiar la estructura interna de objetos que son opacos a la luz visible, por ejemplo, vidrios oscuros, algunos cristales y minerales.

Componentes principales de un microscopio óptico. . Además de los componentes ópticos anteriores (por ejemplo, una lente, un ocular), un microscopio óptico también tiene un trípode o cuerpo, una platina para montar el objeto en estudio, mecanismos de enfoque grueso y fino, un dispositivo para montar lentes y un tubo. para instalar oculares. El uso de uno u otro tipo de condensador (campo claro, campo oscuro, etc.) depende de la elección del método de observación requerido. Las lentes de la mayoría de los microscopios ópticos modernos son extraíbles. Las lentes varían:

a) según las características espectrales: para lentes para la región visible del espectro y para microscopía UV e IR (lente y lente de espejo);

b) a lo largo del tubo para el que están diseñados (según el diseño del microscopio);

c) según el medio entre la lente y el objeto: seco e inmersión;

GRAMO ) según el método de observación: convencional, contraste de fase, etc.

El tipo de ocular utilizado para este método de observación está determinado por la elección de la lente del microscopio óptico. Las adaptaciones para microscopios ópticos permiten mejorar las condiciones de observación y ampliar las capacidades de investigación, realizar diferentes tipos de iluminación de objetos, determinar el tamaño de objetos, fotografiar objetos a través de un microscopio, etc. Los tipos de microscopios están determinados por el área de aplicación o por el método de observación. Por ejemplo, microscopios biológicos diseñado para investigaciones en microbiología, histología, citología, botánica, medicina, así como para la observación de objetos transparentes en física, química, etc. microscopios metalográficos diseñado para estudiar las microestructuras de metales y aleaciones. En la figura 1 se muestran microfotografías de una sección de metal sin grabar tomadas con dicho microscopio. 5 (a – en un campo brillante, b – con un dispositivo de contraste de fase). Microscopios polarizadores están equipados con dispositivos polarizadores adicionales y están destinados principalmente al estudio de secciones delgadas de minerales y menas. Microscopios estereoscópicos Se utilizan para obtener imágenes tridimensionales de los objetos observados. Microscopios de medición Diseñado para diversas mediciones de precisión en ingeniería mecánica. Además de estos grupos de microscopios, existen microscopios ópticos especializados, por ejemplo: microinstalación para filmar procesos rápidos y lentos (movimiento de microorganismos, procesos de división celular, crecimiento de cristales, etc.); microscopios de alta temperatura para estudiar objetos calentados a 2000°C; microscopios quirúrgicos de bajo aumento, utilizado durante las operaciones. Instrumentos muy complejos son las instalaciones microespectrofotométricas para determinar los espectros de absorción de objetos, analizadores de microimágenes de televisión, etc.

Como ya se mencionó, independientemente del tipo de lentes utilizadas y el método de conexión, la resolución de los microscopios ópticos está limitada por la regla básica de la tecnología óptica, formulada en 1873. (el llamado límite de resolución de difracción de Rayleigh), según el cual las dimensiones mínimas de los detalles distinguibles del objeto considerado no pueden ser inferiores a la mitad de la longitud de onda de la luz utilizada para la iluminación. Dado que las longitudes de onda más cortas del rango corresponden a aproximadamente 400 nm, la resolución de los microscopios ópticos se limita fundamentalmente a la mitad de este valor, es decir, aproximadamente 200 nm. La única salida a esta situación era la creación de dispositivos que utilizaran radiación ondulatoria de longitud de onda más corta, es decir, radiación de naturaleza no luminosa.

Microscopio de electrones

En mecánica cuántica, un electrón puede considerarse como una onda que, a su vez, puede verse influenciada por lentes eléctricas o magnéticas (en total analogía con las leyes de la óptica geométrica convencional). Ésta es la base del principio de funcionamiento de los microscopios electrónicos, que permiten ampliar significativamente las posibilidades de estudiar la materia a nivel microscópico (aumentando la resolución en órdenes de magnitud). En un microscopio electrónico, en lugar de luz, se utilizan los propios electrones, que en esta situación representan radiación con una longitud de onda mucho más corta (unas 50.000 veces más corta que la luz). En tales dispositivos, en lugar de lentes de vidrio, se utilizan naturalmente lentes electrónicas (es decir, campos de la configuración adecuada). Los haces de electrones no pueden propagarse sin dispersarse ni siquiera en medios gaseosos, por lo que se debe mantener un alto vacío (presión de hasta 10–6 mmHg o 10–4 Pa) dentro del microscopio electrónico a lo largo de todo el recorrido de los electrones. Los microscopios electrónicos se dividen en dos grandes clases según el método de aplicación: microscopios electrónicos de transmisión (TEM) y microscopios electrónicos de barrido (SEM) o, en otras palabras, microscopios rasterizados (SEM). La principal diferencia entre ellos es que en TEM un haz de electrones pasa a través de capas muy delgadas de la sustancia en estudio, con un espesor de menos de 1 micrón (como si "transmitiera" estas capas), y en los microscopios de barrido el haz de electrones se refleja sucesivamente desde pequeñas áreas de la superficie ( la estructura de la superficie y sus rasgos característicos se pueden determinar registrando los electrones reflejados o los electrones secundarios que surgen durante la interacción del haz con la superficie).

Microscopio electrónico de transmisión (TEM) . El diseño de un TEM es similar al de un microscopio óptico convencional (Fig. 1), sólo que en lugar de rayos de luz se utilizan electrones (es decir, sus correspondientes ondas). El primer dispositivo de este tipo se creó en 1932. Los científicos alemanes M. Knoll y E. Ruska. En un microscopio de este tipo, la fuente de luz se sustituye por el llamado cañón de electrones (fuente de electrones). La fuente de electrones suele ser un cátodo calentado de hexaboruro de lantano o tungsteno. El cátodo está eléctricamente aislado del resto del dispositivo y los electrones son acelerados por un fuerte campo eléctrico. El cátodo metálico 2 emite electrones, que se recogen en un haz mediante un electrodo de enfoque 3 y reciben energía bajo la influencia de un fuerte campo eléctrico en el espacio entre el cátodo y el ánodo 1. Para crear este campo, se utiliza un alto voltaje de 100 kV. o más se aplica a los electrodos. El haz de electrones que sale del cañón de electrones se dirige mediante una lente condensadora 4 hacia el objeto en cuestión, que dispersa, refleja y absorbe los electrones. Son enfocados por la lente objetivo 5, que crea una imagen intermedia del objeto 7. La lente de proyección 6 recoge nuevamente los electrones y crea una segunda imagen, aún más ampliada, del objeto en la pantalla luminiscente, en la que, bajo la influencia de los electrones se crea una imagen luminosa del objeto. Mediante una placa fotográfica colocada debajo de la pantalla se obtiene una fotografía del objeto en cuestión.

Parte eléctrica del microscopio.

A diferencia de una lupa, un microscopio tiene al menos dos niveles de aumento. Las partes funcionales, estructurales y tecnológicas del microscopio están diseñadas para garantizar el funcionamiento del microscopio y obtener una imagen ampliada, estable y más precisa del objeto. Aquí veremos la estructura de un microscopio e intentaremos describir las partes principales del microscopio.

Funcionalmente, el dispositivo microscopio se divide en 3 partes:

1. Parte de iluminación

La parte de iluminación del diseño del microscopio incluye una fuente de luz (lámpara y fuente de alimentación eléctrica) y un sistema óptico-mecánico (colector, condensador, diafragmas de iris/campo ajustables y de apertura).

2. Parte reproductora

Diseñado para reproducir un objeto en el plano de la imagen con la calidad de imagen y el aumento necesarios para la investigación (es decir, para construir una imagen que reproduzca el objeto con la mayor precisión posible y en todos los detalles con la resolución, aumento, contraste y reproducción cromática correspondientes a la óptica del microscopio).
La parte de reproducción proporciona la primera etapa de aumento y está ubicada después del objeto en el plano de la imagen del microscopio.
La parte reproductora incluye una lente y un sistema óptico intermedio.

Los microscopios modernos de última generación se basan en sistemas de lentes ópticas corregidas al infinito. Esto requiere además el uso de los llamados sistemas de tubos, que "recogen" haces de luz paralelos que salen de la lente en el plano de la imagen del microscopio.

3. Parte de visualización

Diseñado para obtener una imagen real de un objeto en la retina del ojo, película o placa fotográfica, en la pantalla de un televisor o monitor de computadora con aumento adicional (segunda etapa de aumento).
La parte de imagen se encuentra entre el plano de imagen de la lente y los ojos del observador (cámara digital).
La parte de imágenes incluye un accesorio visual monocular, binocular o trinocular con un sistema de observación (oculares que funcionan como una lupa).
Además, esta parte incluye sistemas de aumento adicionales (mayorista de aumento/sistemas de cambio); archivos adjuntos de proyección, incluidos archivos adjuntos de discusión para dos o más observadores; aparatos de dibujo; Sistemas de análisis y documentación de imágenes con adaptadores adecuados para cámaras digitales.

Disposición de los elementos principales de un microscopio óptico.

Desde un punto de vista de diseño y tecnológico, el microscopio consta de las siguientes partes:

mecánico;
óptico;
eléctrico.

1. Parte mecánica del microscopio.

Dispositivo de microscopio se vuelve sobre sí mismo trípode, que es el principal bloque estructural y mecánico del microscopio. El trípode incluye los siguientes bloques principales: base Y soporte de tubo.

Base es un bloque sobre el que se monta todo el microscopio y es una de las partes principales del microscopio. En los microscopios simples, se instalan espejos de iluminación o iluminadores de techo en la base. En modelos más complejos, el sistema de iluminación se integra en la base sin o con fuente de alimentación.

Tipos de bases de microscopio:

base con espejo iluminado;
la iluminación denominada “crítica” o simplificada;
Iluminación Köhler.

una unidad de cambio de lentes, que tiene las siguientes opciones de diseño: un dispositivo giratorio, un dispositivo roscado para atornillar una lente, un "trineo" para montar lentes sin rosca utilizando guías especiales;
mecanismo de enfoque para el ajuste grueso y fino del microscopio para la nitidez - mecanismo para enfocar el movimiento de lentes o platinas;
punto de fijación para mesas de objetos reemplazables;
unidad de montaje para enfocar y centrar el movimiento del condensador;
punto de fijación para accesorios reemplazables (visuales, fotográficos, de televisión, diversos dispositivos de transmisión).

Los microscopios pueden usar soportes para montar componentes (por ejemplo, un mecanismo de enfoque en microscopios estereoscópicos o un soporte de iluminador en algunos modelos de microscopios invertidos).

El componente puramente mecánico del microscopio es escenario, destinado a sujetar o fijar un objeto de observación en una posición determinada. Las mesas pueden ser fijas, coordinadas y giratorias (centradas y no centradas).

2. Óptica del microscopio (parte óptica)

Los componentes y accesorios ópticos cumplen la función principal del microscopio: crear una imagen ampliada de un objeto con un grado suficiente de fiabilidad en la forma, la proporción de tamaños de los elementos constituyentes y el color. Además, la óptica debe proporcionar una calidad de imagen que cumpla con los objetivos del estudio y los requisitos de los métodos de análisis.
Los principales elementos ópticos de un microscopio son los elementos ópticos que forman los sistemas de iluminación (incluido el condensador), observación (oculares) y reproducción (incluidas las lentes) del microscopio.

Objetivos del microscopio

— son sistemas ópticos diseñados para construir una imagen microscópica en el plano de la imagen con la ampliación adecuada, la resolución de los elementos y la precisión de reproducción de la forma y el color del objeto de estudio. Los objetivos son una de las partes principales de un microscopio. Tienen un diseño óptico-mecánico complejo, que incluye varias lentes individuales y componentes pegados entre sí a partir de 2 o 3 lentes.
El número de lentes está determinado por la variedad de tareas que resuelve la lente. Cuanto mayor es la calidad de imagen que produce una lente, más complejo es su diseño óptico. El número total de lentes en un objetivo complejo puede ser hasta 14 (por ejemplo, esto podría aplicarse a un objetivo planocromático con un aumento de 100x y una apertura numérica de 1,40).

La lente consta de partes delantera y trasera. La lente frontal (o sistema de lentes) mira hacia la muestra y es la principal en la construcción de una imagen de calidad adecuada; determina la distancia de trabajo y la apertura numérica de la lente. La parte posterior, en combinación con la parte frontal, proporciona el aumento, la distancia focal y la calidad de imagen necesarios, y también determina la altura de la lente y la longitud del tubo del microscopio.

Clasificación de lentes

La clasificación de lentes es mucho más complicada que la clasificación de microscopios. Las lentes se dividen según el principio de calidad de imagen calculada, características paramétricas y tecnológicas de diseño, así como según métodos de investigación y contraste.

Según el principio de calidad de imagen calculada. las lentes pueden ser:

acromático;
apocromático;
lentes de campo plano (plano).

Lentes acromáticas.

Las lentes acromáticas están diseñadas para usarse en el rango espectral de 486 a 656 nm. La corrección de cualquier aberración (acromatización) se realiza para dos longitudes de onda. Estas lentes eliminan la aberración esférica, la aberración de posición cromática, el coma, el astigmatismo y la aberración parcialmente esferocromática. La imagen del objeto tiene un tinte ligeramente rojizo azulado.

Lentes apocromáticas.

Los objetivos apocromáticos tienen una región espectral extendida y la acromatización se realiza en tres longitudes de onda. Al mismo tiempo, además del cromatismo de posición, la aberración esférica, el coma y el astigmatismo, el espectro secundario y la aberración esferocromática también se corrigen bastante bien gracias a la introducción en el diseño de lentes de cristal y gafas especiales. En comparación con las lentes acromáticas, estas lentes suelen tener aperturas numéricas más altas, producen imágenes más nítidas y reproducen con precisión el color del sujeto.

Semiapocromáticos o microfluores.

Lentes modernas con calidad de imagen intermedia.

lentes planas.

En las lentes planas se ha corregido la curvatura de la imagen a lo largo del campo, lo que garantiza una imagen nítida del objeto en todo el campo de observación. Las lentes planas se utilizan habitualmente en fotografía, siendo las apocromáticas planas las más efectivas.

La necesidad de este tipo de lentes es cada vez mayor, pero son bastante caras debido al diseño óptico que implementa un campo de imagen plano y los medios ópticos utilizados. Por ello, los microscopios rutinarios y de trabajo están equipados con las llamadas lentes económicas. Estos incluyen lentes con calidad de imagen mejorada en todo el campo: acromáticas (LEICA), acromáticas y acroplanas CP (CARL ZEISS), estigmacromáticas (LOMO).

Según características paramétricas. Las lentes se dividen de la siguiente manera:

objetivos con una longitud de tubo finita (por ejemplo, 160 mm) y objetivos corregidos para la longitud del tubo "infinito" (por ejemplo, con un sistema de tubos adicional que tiene una distancia focal de microscopio de 160 mm);
lentes pequeñas (hasta 10x); aumentos medios (hasta 50x) y altos (más de 50x), así como lentes con aumentos ultra altos (más de 100x);
lentes de apertura numérica pequeña (hasta 0,25), mediana (hasta 0,65) y grande (más de 0,65), así como lentes con apertura numérica aumentada (en comparación con las convencionales) (por ejemplo, lentes de corrección apocromática, así como lentes especiales lentes para microscopios fluorescentes);
lentes con distancias de trabajo mayores (en comparación con las convencionales), así como con distancias de trabajo grandes y extralargas (lentes para trabajar en microscopios invertidos). La distancia de trabajo es la distancia libre entre el objeto (el plano del cubreobjetos) y el borde inferior del marco (la lente, si sobresale) del componente frontal de la lente;
lentes que brindan observación dentro del campo lineal normal (hasta 18 mm); lentes de campo amplio (hasta 22,5 mm); lentes de campo ultra amplio (más de 22,5 mm);
Las lentes son estándar (45 mm, 33 mm) y no estándar en altura.

Altura: la distancia desde el plano de referencia de la lente (el plano de contacto de la lente atornillada con el dispositivo giratorio) al plano del objeto con un microscopio enfocado, es un valor constante y asegura la parafocalidad de un conjunto de lentes de altura similar de diferentes aumentos instaladas en el dispositivo giratorio. En otras palabras, si utiliza una lente de un aumento para obtener una imagen nítida de un objeto, al pasar a aumentos posteriores, la imagen del objeto permanece nítida dentro de la profundidad de campo de la lente.

Según diseño y características tecnológicas. existe la siguiente división:

lentes con y sin montura de resorte (a partir de una apertura numérica de 0,50);
lentes que tienen un diafragma de iris en su interior para cambiar la apertura numérica (por ejemplo, en lentes con una apertura numérica aumentada, en lentes de luz transmitida para implementar el método de campo oscuro, en lentes polarizadas de luz reflejada);
lentes con un marco correctivo (de control), que asegura el movimiento de los elementos ópticos dentro de la lente (por ejemplo, para ajustar la calidad de imagen de la lente cuando se trabaja con diferentes espesores de cubreobjetos o con diferentes líquidos de inmersión; así como para cambiar el aumento durante un cambio suave (pancrático) en el aumento) y sin ella.

Proporcionar métodos de investigación y contraste. Las lentes se pueden dividir de la siguiente manera:

objetivos que trabajan con y sin cubreobjetos;
lentes de luz transmitida y reflejada (no reflejadas); lentes luminiscentes (con un mínimo de luminiscencia intrínseca); lentes polarizadas (sin tensión del vidrio en los elementos ópticos, es decir, sin introducir su propia despolarización); lentes de fase (que tienen un elemento de fase: un anillo translúcido dentro de la lente); Lentes DIC que funcionan mediante el método de contraste de interferencia diferencial (polarizando con un elemento prismático); epilentes (lentes de luz reflejada, diseñadas para proporcionar métodos de campo claro y oscuro, tienen epi-espejos de iluminación especialmente diseñados en su diseño);
Lentes de inmersión y no inmersión.

inmersión ( de lat. immersio - inmersión) es un líquido que llena el espacio entre el objeto de observación y un objetivo de inmersión especial (condensador y portaobjetos de vidrio). Se utilizan principalmente tres tipos de líquidos de inmersión: inmersión en aceite (MI/Oil), inmersión en agua (WI/W) e inmersión en glicerol (GI/Glyc), utilizándose este último principalmente en microscopía ultravioleta.
La inmersión se utiliza en los casos en que es necesario aumentar la resolución de un microscopio o su uso es requerido por el proceso tecnológico de la microscopía. Esto pasa:

aumentar la visibilidad aumentando la diferencia entre el índice de refracción del medio y el objeto;
aumentando la profundidad de la capa vista, que depende del índice de refracción del medio.

Además, el líquido de inmersión puede reducir la cantidad de luz parásita al eliminar el deslumbramiento del sujeto. Esto elimina la inevitable pérdida de luz cuando ingresa a la lente.

Lentes de inmersión. La calidad de imagen, los parámetros y el diseño óptico de las lentes de inmersión se calculan y seleccionan teniendo en cuenta el espesor de la capa de inmersión, que se considera como una lente adicional con el índice de refracción correspondiente. El líquido de inmersión colocado entre el objeto y el componente frontal de la lente aumenta el ángulo en el que se ve el objeto (ángulo de apertura). La apertura numérica de una lente sin inmersión (seca) no supera 1,0 (la resolución es de aproximadamente 0,3 µm para la longitud de onda principal); inmersión: alcanza 1,40 dependiendo del índice de refracción de inmersión y de las capacidades tecnológicas de fabricación de la lente frontal (la resolución de dicha lente es de aproximadamente 0,12 micrones).
Los objetivos de inmersión de gran aumento tienen una distancia focal corta de 1,5 a 2,5 mm con una distancia libre de trabajo de 0,1 a 0,3 mm (la distancia desde el plano de la muestra hasta el marco de la lente frontal de la lente).

Marcas de lentes.

Los datos de cada lente están marcados en su cuerpo indicando los siguientes parámetros:

aumento (“x” veces, veces): 8x, 40x, 90x;
NA: 0,20; 0,65, ejemplo: 40/0,65 o 40x/0,65;
Marcado de letras adicional si la lente se utiliza para diversos métodos de investigación y contraste: fase - Ф (Рп2 - el número corresponde a la marca en un condensador o inserto especial), polarizador - П (Pol), luminiscente - Л (L), fase -luminiscentes - FL ( PhL), EPI (Epi, HD) - epilentes para trabajar con luz reflejada utilizando el método de campo oscuro, contraste de interferencia diferencial - DIC (DIC), ejemplo: 40x/0,65 F o Ph2 40x/0,65;
marcado del tipo de corrección óptica: apocromático - APO (APO), plancromático - PLAN (PL, Plan), planocromático - PLAN-APO (Plan-Aro), acromático mejorado, semiplano - CX - estigmacromático (Achrostigmat, CP- acromático, Achroplan), microfluar (semiplan-semi-apocromático) - SF o M-FLUAR (MICROFLUAR, NEOFLUAR, NPL, FLUOTAR).

Oculares

Sistemas ópticos diseñados para construir una imagen microscópica en la retina del ojo del observador. En general, los oculares constan de dos grupos de lentes: la lente ocular, la más cercana al ojo del observador, y la lente de campo, más cercana al plano en el que la lente construye una imagen del objeto en cuestión.

Los oculares se clasifican según los mismos grupos de características que las lentes:

oculares con acción compensatoria (K: compensa la diferencia cromática en el aumento de la lente superior al 0,8%) y no compensatoria;
oculares de campo regular y plano;
oculares gran angular (con un número de ocular, el producto del aumento del ocular y su campo lineal, más de 180); ultra gran angular (con un número de oculares superior a 225);
oculares con pupila extendida para trabajar con o sin gafas;
oculares de observación, oculares de proyección, oculares fotográficos, gamals;
oculares con orientación interna (utilizando un elemento móvil dentro del ocular, se realiza un ajuste para obtener una imagen nítida de la retícula o el plano de la imagen del microscopio; así como un cambio suave y pancrático en el aumento del ocular) y sin él.

Sistema de iluminación

El sistema de iluminación es una parte importante. diseños de microscopios y es un sistema de lentes, diafragmas y espejos (estos últimos se utilizan si es necesario), asegurando una iluminación uniforme del objeto y el llenado completo de la apertura de la lente.
El sistema de iluminación de un microscopio de luz transmitida consta de dos partes: un colector y un condensador.

Coleccionista.
Con un sistema de iluminación de luz transmitida incorporado, la parte colectora está ubicada cerca de la fuente de luz en la base del microscopio y está diseñada para aumentar el tamaño del cuerpo luminoso. Para garantizar el ajuste, el colector puede hacerse móvil y moverse a lo largo del eje óptico. El diafragma de campo del microscopio se encuentra cerca del colector.

Condensador.
El sistema óptico del condensador está diseñado para aumentar la cantidad de luz que ingresa al microscopio. El condensador está ubicado entre el objeto (escenario) y el iluminador (fuente de luz).
Muy a menudo, en microscopios educativos y simples, el condensador puede hacerse fijo y fijo. En otros casos, el condensador es una pieza desmontable y, al regular la iluminación, tiene un movimiento de enfoque a lo largo del eje óptico y un movimiento de centrado perpendicular al eje óptico.
En el condensador siempre hay un diafragma de iris con apertura de iluminación.

El condensador es uno de los elementos principales que asegura el funcionamiento del microscopio mediante diversos métodos de iluminación y contraste:

iluminación oblicua (diafragma desde el borde hacia el centro y desplazamiento del diafragma de apertura de iluminación con respecto al eje óptico del microscopio);
campo oscuro (apertura máxima desde el centro hasta el borde de la apertura de iluminación);
contraste de fase (iluminación anular de un objeto, mientras la imagen del anillo de luz encaja en el anillo de fase de la lente).

Clasificación de condensadores. está cerca en grupos de características a las lentes:

Los condensadores, según la calidad de la imagen y el tipo de corrección óptica, se dividen en no acromáticos, acromáticos, aplanáticos y acromáticos-aplanáticos;
condensadores de apertura numérica pequeña (hasta 0,30), apertura numérica media (hasta 0,75), apertura numérica grande (más de 0,75);
condensadores con distancias de trabajo regulares, largas y extralargas;
condensadores convencionales y especiales para diversos métodos de investigación y contraste;
El diseño del condensador es único, con un elemento plegable (componente frontal o lente de campo grande), con un elemento frontal atornillado.

condensador abbe- un condensador no corregido para la calidad de la imagen, que consta de 2 lentes no acromáticas: una biconvexa y la otra planoconvexa, orientada hacia el objeto de observación (el lado plano de esta lente está dirigido hacia arriba). Apertura del condensador, A = 1,20. Tiene un diafragma de iris.

Condensador aplanático- un condensador que consta de tres lentes dispuestas de la siguiente manera: la lente superior es plano-convexa (el lado plano está dirigido hacia la lente), seguida de lentes cóncavas-convexas y biconvexas. Corregido respecto a aberración esférica y coma. Apertura del condensador, A = 1,40. Tiene un diafragma de iris.

Condensador acromático- condensador totalmente corregido para aberraciones cromáticas y esféricas.

Condensador de campo oscuro- un condensador diseñado para obtener un efecto de campo oscuro. Puede ser especial o convertirse a partir de un condensador de campo brillante normal instalando un disco opaco de cierto tamaño en el plano del diafragma iris del condensador.

Marcado del condensador.
La apertura numérica (iluminación) está marcada en la parte frontal del condensador.

3. Parte eléctrica del microscopio.

Los microscopios modernos, en lugar de espejos, utilizan varias fuentes de iluminación alimentadas por una red eléctrica. Pueden ser lámparas incandescentes ordinarias o lámparas halógenas, de xenón o de mercurio. La iluminación LED también es cada vez más popular. Tienen importantes ventajas sobre las lámparas convencionales, como durabilidad, menor consumo energético, etc. Para alimentar la fuente de iluminación se utilizan diversas fuentes de alimentación, unidades de encendido y otros dispositivos que convierten la corriente de la red eléctrica en una adecuada para alimentar un determinado fuente de iluminación. También pueden ser baterías recargables, lo que permite utilizar microscopios en el campo en ausencia de un punto de conexión.

Microscopio(del griego micrófonos- pequeño y skopeo- Miro) - un dispositivo óptico para obtener una imagen ampliada de objetos pequeños y sus detalles invisibles a simple vista.

El primer microscopio conocido fue creado en 1590 en los Países Bajos por ópticos hereditarios. Zacarías Y Hans Jansen , quien montó dos lentes convexas dentro de un tubo. Más tarde Descartes en su libro "Dioptrics" (1637), describió un microscopio más complejo, compuesto por dos lentes: una plana cóncava (ocular) y una biconvexa (objetivo). Una mayor mejora de la óptica hizo posible Antonio van Leeuwenhoek en 1674 fabricó lentes con un aumento suficiente para realizar observaciones científicas sencillas y, por primera vez en 1683, describió microorganismos.

Un microscopio moderno (Figura 1) consta de tres partes principales: óptica, luminosa y mecánica.

Detalles principales parte óptica El microscopio consta de dos sistemas de lentes de aumento: un ocular que mira hacia el ojo del investigador y una lente que mira hacia la muestra. Oculares Tienen dos lentes, la superior se llama principal y la inferior se llama lente colectiva. Los marcos de los oculares indican lo que producen. aumentar(×5, ×7, ×10, ×15). El número de oculares de un microscopio puede variar y, por lo tanto, monóculo Y binocular microscopios (diseñados para observar un objeto con uno o dos ojos), así como trinoculares , permitiéndole conectar sistemas de documentación (cámaras de fotografía y vídeo) al microscopio.

Lentes son un sistema de lentes encerradas en un marco de metal, cuya lente frontal (frontal) produce aumento y las lentes correctivas detrás eliminan los defectos en la imagen óptica. Los números en la montura de las lentes también indican lo que producen. aumentar (×8, ×10, ×40, ×100). La mayoría de los modelos destinados a la investigación microbiológica están equipados con varias lentes con diferentes grados de aumento y un mecanismo giratorio diseñado para un cambio rápido. torreta , llamado a menudo " torreta ».

parte de iluminación está diseñado para crear un flujo de luz que le permite iluminar un objeto de tal manera que la parte óptica del microscopio realiza sus funciones con extrema precisión. La parte de iluminación de un microscopio de luz de transmisión directa está ubicada detrás del objeto debajo de la lente e incluye Fuente de luz (lámpara y fuente de alimentación eléctrica) y sistema óptico-mecánico (condensador, diafragma ajustable en campo y apertura). Condensador Consiste en un sistema de lentes que están diseñados para recolectar los rayos provenientes de una fuente de luz en un punto. enfocar , que debe estar en el plano del objeto considerado. A su momento d diafragma Ubicado debajo del condensador y está diseñado para regular (aumentar o disminuir) el flujo de rayos que pasan desde la fuente de luz.

Parte mecánica El microscopio contiene piezas que combinan las partes ópticas y de iluminación descritas anteriormente, y además permiten la colocación y movimiento de la muestra bajo estudio. En consecuencia, la parte mecánica consta de jardines microscopio y poseedor , en cuya parte superior se adjuntan tubo - un tubo hueco diseñado para alojar la lente, así como la torreta antes mencionada. A continuación es escenario , sobre el que se montan portaobjetos con las muestras en estudio. El escenario se puede mover horizontalmente mediante un dispositivo adecuado, así como hacia arriba y hacia abajo, lo que permite ajustar la nitidez de la imagen mediante bruto (macrométrico) Y tornillos de precisión (micrométricos).

Aumentar, que produce el microscopio está determinada por el producto del aumento del objetivo y el aumento del ocular. Además de la microscopía de campo luminoso, en métodos de investigación especiales se utilizan ampliamente los siguientes: microscopía de campo oscuro, de contraste de fases, luminiscente (fluorescente) y electrónica.

Primario(propio) fluorescencia ocurre sin un tratamiento especial con medicamentos y es inherente a una serie de sustancias biológicamente activas, como aminoácidos aromáticos, porfirinas, clorofila, vitaminas A, B2, B1, algunos antibióticos (tetraciclina) y sustancias quimioterapéuticas (acriquin, rivanol). Secundario (inducido) fluorescencia Ocurre como resultado del procesamiento de objetos microscópicos con tintes fluorescentes: fluorocromos. Algunos de estos colorantes se distribuyen de forma difusa en las células, otros se unen selectivamente a determinadas estructuras celulares o incluso a determinadas sustancias químicas.

Para realizar este tipo de microscopía se necesitan microscopios luminiscentes (fluorescentes) , que se diferencia de un microscopio óptico convencional por la presencia de un potente fuente de luz (lámpara de cuarzo-mercurio de presión ultraalta o lámpara halógena de cuarzo incandescente), que emite predominantemente en la región ultravioleta de onda larga o de onda corta (azul-violeta) del espectro visible.

Esta fuente se utiliza para excitar la fluorescencia antes de que la luz que emite pase a través de un especial emocionante (Violeta Azul) filtro de luz y se refleja interferencia divisor de haz registro , cortando casi por completo la radiación de longitud de onda más larga y transmitiendo solo la parte del espectro que excita la fluorescencia. Al mismo tiempo, en los modelos modernos de microscopios fluorescentes, la radiación excitante llega a la muestra a través de la lente (!). Después de la excitación de la fluorescencia, la luz resultante ingresa nuevamente a la lente, después de lo cual pasa a través de la que se encuentra frente al ocular. cierre (amarillo) filtro de luz , cortando la radiación excitante de onda corta y transmitiendo luz luminiscente del fármaco al ojo del observador.

Debido al uso de un sistema de filtros de luz de este tipo, la intensidad del brillo del objeto observado suele ser baja y, por lo tanto, la microscopía de fluorescencia debe realizarse en condiciones especiales. habitaciones oscuras .

Un requisito importante a la hora de realizar este tipo de microscopía es también el uso inmersión no fluorescente Y medios adjuntos . En particular, para apagar la fluorescencia intrínseca del cedro u otro aceite de inmersión, se le añaden pequeñas cantidades de nitrobenceno (de 2 a 10 gotas por 1 g). A su vez, como medio contenedor para medicamentos se puede utilizar una solución tampón de glicerol, así como polímeros no fluorescentes (poliestireno, alcohol polivinílico). De lo contrario, al realizar microscopía de luminiscencia, se utilizan portaobjetos y cubreobjetos de vidrio ordinarios, que transmiten radiación en la parte utilizada del espectro y no tienen luminiscencia propia.

En consecuencia, las ventajas importantes de la microscopía de fluorescencia son:

1) imagen en color;

2) alto grado de contraste de objetos autoluminosos sobre un fondo negro;

3) la posibilidad de estudiar estructuras celulares que absorben selectivamente varios fluorocromos, que son indicadores citoquímicos específicos;

4) la capacidad de determinar cambios funcionales y morfológicos en las células en la dinámica de su desarrollo;

5) la posibilidad de tinción específica de microorganismos (mediante inmunofluorescencia).

Microscopio de electrones

Se sentaron las bases teóricas para utilizar electrones en la observación de objetos microscópicos. Hamilton , quien estableció una analogía entre el paso de los rayos de luz en medios ópticamente no homogéneos y las trayectorias de partículas en campos de fuerza, así como de Broglie , quien planteó la hipótesis de que el electrón tiene propiedades tanto corpusculares como ondulatorias.

Además, debido a la longitud de onda extremadamente corta de los electrones, que disminuye en proporción directa al voltaje de aceleración aplicado, el cálculo teórico límite de resolución , que caracteriza la capacidad del dispositivo para mostrar por separado detalles pequeños y ubicados al máximo de un objeto, para un microscopio electrónico es 2-3 Å ( Angstrom , donde 1Å=10 -10 m), que es varios miles de veces mayor que el de un microscopio óptico. La primera imagen de un objeto formado por haces de electrones se obtuvo en 1931. científicos alemanes M. Knollem Y E. Ruska .

En los diseños de los microscopios electrónicos modernos, la fuente de electrones es el metal (generalmente tungsteno), del cual, después de calentar a 2500 ºС, el resultado es emisión termoiónica se emiten electrones. Con la ayuda de campos eléctricos y magnéticos, los formados flujo de electrones Puedes acelerar y ralentizar, así como desviarte en cualquier dirección y enfocarte. Por lo tanto, el papel de las lentes en un microscopio electrónico lo desempeña un conjunto de dispositivos magnéticos, electrostáticos y combinados adecuadamente diseñados, llamados " lentes electronicos" .

Una condición necesaria para el movimiento de electrones en forma de haz a larga distancia es también la creación de vacío , ya que en este caso el camino libre promedio de los electrones entre colisiones con moléculas de gas excederá significativamente la distancia que deben recorrer. Para ello es suficiente mantener una depresión de aproximadamente 10 -4 Pa en la cámara de trabajo.

Según la naturaleza del estudio de los objetos, los microscopios electrónicos se dividen en translúcido, reflectante, emisivo, rasterizado, sombra Y espejo , entre los cuales los dos primeros son los más utilizados.

diseño óptico microscopio electrónico de transmisión (transmisión) es completamente equivalente al diseño de microscopio óptico correspondiente en el que el haz de luz se reemplaza por un haz de electrones y los sistemas de lentes de vidrio se reemplazan por sistemas de lentes de electrones. En consecuencia, un microscopio electrónico de transmisión consta de los siguientes componentes principales: sistema de iluminación, cámara de objetos, sistema de enfoque Y bloque de registro de imagen final , compuesto por una cámara y una pantalla fluorescente.

Todos estos nodos están conectados entre sí, formando la llamada "columna de microscopio", en cuyo interior se mantiene el vacío. Otro requisito importante para el objeto en estudio es su espesor inferior a 0,1 micras. La imagen final del objeto se forma después de enfocar adecuadamente el haz de electrones que lo atraviesa sobre film fotográfico o pantalla fluorescente , recubierto con una sustancia especial: fósforo (similar a la pantalla de los tubos de televisión) y que convierte la imagen electrónica en visible.

En este caso, la formación de una imagen en un microscopio electrónico de transmisión se asocia principalmente con diferentes grados de dispersión de electrones por diferentes áreas de la muestra en estudio y, en menor medida, con diferencias en la absorción de electrones por estas áreas. El contraste también se mejora mediante el uso de “ tintes electronicos "(tetróxido de osmio, uranilo, etc.), que se une selectivamente a determinadas áreas del objeto. Los microscopios electrónicos de transmisión modernos, diseñados de manera similar, proporcionan aumento máximo útil hasta 400.000 veces, lo que corresponde a resolución a 5,0 Å. La fina estructura de las células bacterianas revelada mediante microscopía electrónica de transmisión se llama ultraestructura .

EN microscopio electrónico reflectante (de barrido) La imagen se crea utilizando electrones reflejados (dispersados) por la capa superficial de un objeto cuando se irradia en un ángulo pequeño (aproximadamente unos pocos grados) con respecto a la superficie. En consecuencia, la formación de una imagen se debe a la diferencia en la dispersión de electrones en diferentes puntos de un objeto dependiendo de su microrrelieve superficial, y el resultado de dicha microscopía aparece en forma de la estructura de la superficie del objeto observado. El contraste se puede mejorar pulverizando partículas metálicas sobre la superficie del objeto. La resolución alcanzada con microscopios de este tipo es de aproximadamente 100 Å.

Microscopio como sistema óptico.

Un poco sobre microscopios biológicos.

microscopios biológicos- Este es quizás el tipo más común de instrumentos ópticos para estudiar el micromundo. Debido a su versatilidad y facilidad de uso, este tipo de microscopios ha encontrado una amplia aplicación en botánica, histología, citología, microbiología y medicina. Usado bastante activamente microscopios biológicos y en industrias no particularmente relacionadas con la biología: con su ayuda, se utilizan para estudiar objetos transparentes y translúcidos en química, física, así como en muchas otras áreas de la actividad humana donde se requiere investigación con gran aumento.
Los fabricantes modernos ofrecen una amplia gama de modelos de microscopios biológicos, en cuyo diseño se utilizan una variedad de accesorios adicionales que amplían significativamente su funcionalidad:

diversos tipos de fuentes de iluminación; condensadores que funcionan según los principios de campos claros y oscuros; kits para investigaciones sobre métodos de polarización y contraste de fases; micrómetros para tomar medidas utilizando oculares con escala o utilizando un software especial; adaptadores para conectar cámaras y cámaras digitales; varios filtros de luz para mejorar el contraste de la imagen visible del objeto de investigación.

microscopios biológicos o de otro modo se denominan microscopios de laboratorio utilizados en actividades de investigación, equipados con juegos de lentes que se diferencian en diferentes grados de corrección acromática (acromáticas, plancromáticas, apocromáticas, etc.). Cada juego de lentes viene con su propio juego de oculares, con la ayuda de los cuales la imagen formada por las lentes se convierte en luz comprensible para los ojos. Con un accesorio trinocular especial, puede realizar observaciones visuales y mostrarlas en el monitor de una computadora personal, así como fotografiar la imagen resultante.
Las imágenes procedentes de microscopios de laboratorio digitales, así como de microscopios de laboratorio con accesorio trinocular, se distinguen por su brillo, claridad y reproducción cromática de alta calidad.
Los microscopios de laboratorio suelen interesar a las personas involucradas en la investigación científica, pero también pueden usarse con fines educativos en escuelas e institutos.

Partes principales de un microscopio. Diseño de microscopios ópticos.

Video:

Microscopio. microscopio 1

http://youtu. be/2CjnKhXu4ig

http://youtu. ser/Aci8yAYrq0U

El dispositivo microscopio se divide en 3 partes funcionales:

1. Parte de iluminación
Diseñado para crear un flujo de luz que le permite iluminar un objeto de tal manera que las partes posteriores del microscopio realicen sus funciones con extrema precisión. La parte iluminadora de un microscopio de luz transmitida se encuentra detrás del objeto debajo de la lente en los microscopios directos (por ejemplo, biológicos, polarizadores, etc.) y delante del objeto sobre la lente en los invertidos.

La parte de iluminación del diseño del microscopio incluye (lámpara y fuente de alimentación eléctrica) y un sistema óptico-mecánico (colector, condensador, diafragmas de iris/campo ajustables).

2. Parte reproductora
Diseñado para reproducir un objeto en el plano de la imagen con la calidad de imagen y el aumento necesarios para la investigación (es decir, para construir una imagen que reproduzca el objeto con la mayor precisión posible y en todos los detalles con la resolución, aumento, contraste y reproducción cromática correspondientes a la óptica del microscopio).
La parte de reproducción proporciona la primera etapa de aumento y está ubicada después del objeto en el plano de la imagen del microscopio.
La parte reproductora incluye una lente y un sistema óptico intermedio.

3. Parte de visualización
Diseñado para obtener una imagen real de un objeto en la retina del ojo, película o placa fotográfica, en la pantalla de un televisor o monitor de computadora con aumento adicional (segunda etapa de aumento).
La parte de imagen se encuentra entre el plano de imagen de la lente y los ojos del observador (cámara digital).

La parte de imágenes incluye un accesorio visual monocular, binocular o trinocular con un sistema de observación (oculares que funcionan como una lupa).

Además, esta parte incluye sistemas de aumento adicionales (mayorista de aumento/sistemas de cambio); archivos adjuntos de proyección, incluidos archivos adjuntos de discusión para dos o más observadores; aparatos de dibujo; Sistemas de análisis y documentación de imágenes con adaptadores adecuados para cámaras digitales.

Un microscopio moderno consta de las siguientes partes estructurales y tecnológicas:

óptico; mecánico; eléctrico.

Parte mecánica del microscopio.

El dispositivo del microscopio incluye un trípode, que es la principal unidad estructural y mecánica del microscopio. El trípode incluye los siguientes bloques principales: base y soporte para tubos.

La base es un bloque sobre el que se monta todo el microscopio y es una de las partes principales del microscopio. En los microscopios simples, se instalan espejos de iluminación o iluminadores de techo en la base. En modelos más complejos, el sistema de iluminación se integra en la base sin o con fuente de alimentación.

Tipos de bases de microscopio:

1. base con espejo iluminado;

2. la iluminación denominada “crítica” o simplificada;

3. Iluminación Köhler.

1. unidad de cambio de lentes, que tiene las siguientes opciones de diseño: un dispositivo giratorio, un dispositivo roscado para atornillar una lente, un "trineo" para montar lentes sin rosca utilizando guías especiales;

2. mecanismo de enfoque para el ajuste grueso y fino del microscopio en cuanto a nitidez - mecanismo para enfocar el movimiento de lentes o platinas;

3. punto de fijación para mesas de objetos reemplazables;

4. unidad de montaje para enfocar y centrar el movimiento del condensador;

5. Punto de fijación para accesorios reemplazables (visuales, fotográficos, de televisión, diversos dispositivos de transmisión).

El componente puramente mecánico de un microscopio es una platina diseñada para montar o fijar el objeto de observación en una posición determinada. Las mesas pueden ser fijas, coordinadas y giratorias (centradas y no centradas).

Óptica del microscopio (parte óptica)

Objetivos del microscopio

Son sistemas ópticos diseñados para construir una imagen microscópica en el plano de la imagen con la ampliación adecuada, resolución de elementos y precisión de reproducción de la forma y color del objeto de estudio. Las lentes son una de las partes principales de un microscopio. Tienen un diseño óptico-mecánico complejo, que incluye varias lentes individuales y componentes pegados entre sí a partir de 2 o 3 lentes.
El número de lentes está determinado por la variedad de tareas que resuelve la lente. Cuanto mayor sea la calidad de imagen producida por la lente, más complejo será su diseño óptico. El número total de lentes en un objetivo complejo puede ser hasta 14 (por ejemplo, esto podría aplicarse a un objetivo planocromático con un aumento de 100x y una apertura numérica de 1,40).

Clasificación de lentes

Según el principio de calidad de imagen calculada, las lentes pueden ser:

acromático; apocromático; lentes de campo plano (plano).

Lentes acromáticas.

Lentes apocromáticas.

Semiapocromáticos o microfluares.

Lentes modernas con calidad de imagen intermedia.

Planificar lentes.

Según las características paramétricas, las lentes se dividen de la siguiente manera:

1. lentes con una longitud de tubo finita (por ejemplo, 160 mm) y lentes corregidas para la longitud del tubo "infinito" (por ejemplo, con un sistema de tubos adicional que tiene una longitud focal de 160 mm);

2. lentes pequeñas (hasta 10x); aumentos medios (hasta 50x) y altos (más de 50x), así como lentes con aumentos ultra altos (más de 100x);

3. lentes con aperturas numéricas pequeñas (hasta 0,25), medianas (hasta 0,65) y grandes (más de 0,65), así como lentes con aperturas numéricas aumentadas (en comparación con las convencionales) (por ejemplo, lentes de corrección apocromática y también lentes especiales para microscopios fluorescentes);

4. Lentes con distancias de trabajo mayores (en comparación con las convencionales), así como con distancias de trabajo grandes y extralargas (lentes para trabajar en microscopios invertidos). La distancia de trabajo es la distancia libre entre el objeto (el plano del cubreobjetos) y el borde inferior del marco (la lente, si sobresale) del componente frontal de la lente;

5. lentes que permitan observar dentro del campo lineal normal (hasta 18 mm); lentes de campo amplio (hasta 22,5 mm); lentes de campo ultra amplio (más de 22,5 mm);

6. Las lentes son estándar (45 mm, 33 mm) y no estándar en altura.

Según diseño y características tecnológicas, existe la siguiente división:

1. lentes con y sin montura de resorte (a partir de una apertura numérica de 0,50);

2. lentes que tienen un diafragma de iris en su interior para cambiar la apertura numérica (por ejemplo, en lentes con una apertura numérica aumentada, en lentes de luz transmitida para implementar el método de campo oscuro, en lentes de luz reflejada polarizada);

3. lentes con un marco correctivo (de control), que asegura el movimiento de los elementos ópticos dentro de la lente (por ejemplo, para ajustar la calidad de la imagen de la lente cuando se trabaja con diferentes espesores de cubreobjetos o con diferentes líquidos de inmersión; así como para cambiar el aumento durante un cambio suave (pancrático) en el aumento) y sin él.

Según los métodos de investigación y contraste, las lentes se pueden dividir de la siguiente manera:

1. objetivos que trabajan con y sin cubreobjetos;

2. lentes de luz transmitida y reflejada (no reflejadas); lentes luminiscentes (con un mínimo de luminiscencia intrínseca); lentes polarizadas (sin tensión del vidrio en los elementos ópticos, es decir, sin introducir su propia despolarización); lentes de fase (que tienen un elemento de fase: un anillo translúcido dentro de la lente); Lentes DIC que funcionan mediante el método de contraste de interferencia diferencial (polarizando con un elemento prismático); epilentes (lentes de luz reflejada, diseñadas para proporcionar métodos de campo claro y oscuro, tienen epi-espejos de iluminación especialmente diseñados en su diseño);

3. lentes de inmersión y no inmersión.

La inmersión (del latín immersio - inmersión) es un líquido que llena el espacio entre el objeto de observación y una lente de inmersión especial (condensador y portaobjetos de vidrio). Se utilizan principalmente tres tipos de líquidos de inmersión: inmersión en aceite (MI/Oil), inmersión en agua (WI/W) e inmersión en glicerol (GI/Glyc), utilizándose este último principalmente en microscopía ultravioleta.
La inmersión se utiliza en los casos en que es necesario aumentar la resolución de un microscopio o su uso es requerido por el proceso tecnológico de la microscopía. Esto pasa:

1. aumentar la visibilidad aumentando la diferencia en el índice de refracción del medio y el objeto;

2. aumentar la profundidad de la capa vista, que depende del índice de refracción del medio.

Además, el líquido de inmersión puede reducir la cantidad de luz parásita al eliminar el deslumbramiento del sujeto. Esto elimina la inevitable pérdida de luz cuando ingresa a la lente.

Lentes de inmersión. La calidad de imagen, los parámetros y el diseño óptico de las lentes de inmersión se calculan y seleccionan teniendo en cuenta el espesor de la capa de inmersión, que se considera como una lente adicional con el índice de refracción correspondiente. El líquido de inmersión colocado entre el objeto y el componente frontal de la lente aumenta el ángulo en el que se ve el objeto (ángulo de apertura). La apertura numérica de una lente sin inmersión (seca) no supera 1,0 (la resolución es de aproximadamente 0,3 µm para la longitud de onda principal); inmersión: alcanza 1,40 dependiendo del índice de refracción de inmersión y de las capacidades tecnológicas de fabricación de la lente frontal (la resolución de dicha lente es de aproximadamente 0,12 micrones).
Los objetivos de inmersión de gran aumento tienen una distancia focal corta de 1,5 a 2,5 mm con una distancia libre de trabajo de 0,1 a 0,3 mm (la distancia desde el plano de la muestra hasta el marco de la lente frontal de la lente).

Marcas de lentes.

Los datos de cada lente están marcados en su cuerpo indicando los siguientes parámetros:

1. aumento (“x” veces, veces): 8x, 40x, 90x;

2. apertura numérica: 0,20; 0,65, ejemplo: 40/0,65 o 40x/0,65;

3. Marcado de letras adicional, si la lente se utiliza para diversos métodos de investigación y contraste: fase - F (Pn2 - el número corresponde a la marca en un condensador o inserto especial), polarizante - P (Pol), luminiscente - L (L ), luminiscentes de fase - PL (PhL), EPI (Epi, HD) - epilentes para trabajar con luz reflejada mediante el método de campo oscuro, contraste de interferencia diferencial - DIC (DIC), ejemplo: 40x/0,65 F o Ph2 40x/0,65 ;

4. marcado del tipo de corrección óptica: apocromático - APO (APO), plancromático - Plan (PL, Plan), planocromático - PLAN-APO (Plan-Aro), acromático mejorado, semiplano - CX - estigmacromático (Achrostigmat, CP-acromático, Achroplan ), microfluar (semiplan-semi-apocromático) - SF o M-FLUAR (MICROFLUAR, NEOFLUAR, NPL, FLUOTAR).

Los oculares se clasifican según los mismos grupos de características que las lentes:

1. oculares con acción compensatoria (K: compensa la diferencia cromática en el aumento de la lente superior al 0,8%) y no compensatoria;

2. oculares de campo regular y plano;

3. oculares de gran angular (con un número de ocular - el producto del aumento del ocular y su campo lineal - más de 180); ultra gran angular (con un número de oculares superior a 225);

4. oculares con pupila extendida para trabajar con o sin gafas;

5. oculares de observación, oculares de proyección, oculares fotográficos, gamals;

6. oculares con orientación interna (con la ayuda de un elemento móvil dentro del ocular, se realiza un ajuste para obtener una imagen nítida de la retícula o del plano de imagen del microscopio; así como un cambio suave y pancrático en el aumento del ocular) y sin ello.

Sistema de iluminación

El sistema de iluminación es una parte importante del diseño del microscopio y es un sistema de lentes, diafragmas y espejos (estos últimos se utilizan si es necesario), que garantizan una iluminación uniforme del objeto y el llenado completo de la apertura del objetivo.
El sistema de iluminación de un microscopio de luz transmitida consta de dos partes: un colector y un condensador.

Coleccionista.
Con un sistema de iluminación de luz transmitida incorporado, la parte colectora está ubicada cerca de la fuente de luz en la base del microscopio y está diseñada para aumentar el tamaño del cuerpo luminoso. Para garantizar el ajuste, el colector puede hacerse móvil y moverse a lo largo del eje óptico. El diafragma de campo del microscopio se encuentra cerca del colector.

Condensador.
El sistema óptico del condensador está diseñado para aumentar la cantidad de luz que ingresa al microscopio. El condensador está ubicado entre el objeto (escenario) y el iluminador (fuente de luz).
Muy a menudo, en microscopios educativos y simples, el condensador puede hacerse fijo y fijo. En otros casos, el condensador es una pieza desmontable y, al regular la iluminación, tiene un movimiento de enfoque a lo largo del eje óptico y un movimiento de centrado perpendicular al eje óptico.
En el condensador siempre hay un diafragma de iris con apertura de iluminación.

El condensador es uno de los elementos principales que asegura el funcionamiento del microscopio mediante diversos métodos de iluminación y contraste:

iluminación oblicua (diafragma desde el borde hacia el centro y desplazamiento del diafragma de apertura de iluminación con respecto al eje óptico del microscopio); campo oscuro (apertura máxima desde el centro hasta el borde de la apertura de iluminación); contraste de fase (iluminación anular de un objeto, mientras la imagen del anillo de luz encaja en el anillo de fase de la lente).

La clasificación de los condensadores es similar en grupos de características a las lentes:

1. Los condensadores, según la calidad de la imagen y el tipo de corrección óptica, se dividen en no acromáticos, acromáticos, aplanáticos y acromáticos-aplanáticos;

2. condensadores de apertura numérica pequeña (hasta 0,30), apertura numérica media (hasta 0,75), apertura numérica grande (más de 0,75);

3. condensadores con distancia de trabajo regular, larga y extralarga;

4. condensadores convencionales y especiales para diversos métodos de investigación y contraste;

5. Diseño de condensador: simple, con elemento plegable (componente frontal o lente de campo grande), con elemento frontal atornillado.

El condensador Abbe es un condensador no corregido por la calidad de la imagen, que consta de 2 lentes no acromáticas: una es biconvexa y la otra plano-convexa, orientada hacia el objeto de observación (el lado plano de esta lente está dirigido hacia arriba). Apertura del condensador, A = 1,20. Tiene un diafragma de iris.

Condensador aplanático: un condensador que consta de tres lentes dispuestas de la siguiente manera: la lente superior es plano-convexa (el lado plano está dirigido hacia la lente), seguida de lentes cóncavas-convexas y biconvexas. Corregido respecto a aberración esférica y coma. Apertura del condensador, A = 1,40. Tiene un diafragma de iris.

Un condensador acromático es un condensador que está completamente corregido para la aberración cromática y esférica.

El condensador de campo oscuro es un condensador diseñado para producir un efecto de campo oscuro. Puede ser especial o convertirse a partir de un condensador de campo brillante normal instalando un disco opaco de cierto tamaño en el plano del diafragma iris del condensador.

Marcado del condensador.
La apertura numérica (iluminación) está marcada en la parte frontal del condensador.

Un microscopio es un dispositivo óptico para obtener imágenes ampliadas de objetos (o detalles de su estructura) invisibles a simple vista.

Se utiliza un microscopio para obtener grandes aumentos al observar objetos pequeños. Se obtiene una imagen ampliada de un objeto en un microscopio mediante un sistema óptico que consta de dos lentes de enfoque corto: el objetivo O1 y el ocular O2. La lente producirá una imagen ampliada verdaderamente invertida del objeto. Esta imagen intermedia es vista por el ojo a través de un ocular cuya acción es similar a la de una lupa. Es decir, la imagen del microscopio aparece al revés. El ocular se coloca de modo que la imagen intermedia esté en su plano focal; en este caso, los rayos de cada punto del objeto se propagan detrás del ocular en un haz paralelo.

El aumento útil de un microscopio es aquel aumento en el que un objeto que tiene un tamaño igual al límite de resolución del microscopio produce una imagen cuyo tamaño es igual al límite de resolución del ojo.

El aumento útil de un microscopio está en la región de 500 a 1000 veces la apertura del objetivo. El aumento normal de un microscopio es el que se obtiene a 500 A y un diámetro de pupila de salida de 1 mm.

El aumento útil de un microscopio es en promedio de 1000x.

El aumento útil de un microscopio está determinado por el aumento del objetivo, por lo que se presta gran atención a mejorar las lentes del objetivo.

El aumento útil N del microscopio debe seleccionarse de manera que se utilice racionalmente el poder de resolución del objetivo del microscopio. Para hacer esto, es necesario que la magnitud angular de la imagen del detalle observado en relación con el centro de la pupila del ojo sea de al menos 2 minutos, y mejor aún, como se cree comúnmente, hasta 4 minutos. lo cual se debe a la resolución del ojo.

23. Resolución y límite de resolución del microscopio. Formas de aumentar la resolución.

Una de las características más importantes de un microscopio es su resolución. La resolución es la capacidad de un dispositivo óptico para reproducir imágenes de objetos muy cercanos. El límite de resolución lineal de un microscopio, es decir, la distancia mínima entre puntos de un objeto que se visualizan separados, depende de la longitud de onda y la apertura numérica del microscopio:

La apertura es una característica de un dispositivo óptico que describe su capacidad para captar luz y resistir la difracción y la borrosidad de los detalles de la imagen.

A = nSin(α/2), donde n es el índice de refracción del medio en el que se encuentra el objeto y del que proceden los rayos, y α es el ángulo que forman los rayos más externos procedentes del objeto y que aún entran en la lente. .

Hay dos formas de aumentar la resolución de un microscopio: aumentando la apertura del objetivo o disminuyendo la longitud de onda de la luz que ilumina la muestra.

24. Métodos especiales de microscopía: método de campo oscuro, polarización, microscopio fluorescente.

Método de investigación de campo oscuro por primera vez fue propuesto por el austriaco

científicos R. Zsigmondy y R. Siedentopf en 1903 y es adecuado para

Objetos que dispersan la luz.

El método se basa en iluminar el preparado con un cono de luz hueco,

cuya apertura interna excede la apertura numérica del utilizado

lente. Dado que ni un solo rayo directo de

el iluminador no puede entrar en la lente cuando

ausencia del campo de visión del objeto del microscopio

estará oscuro. Objeto colocado en

escenario, dispersará la luz en

todos los lados, incluso hacia la lente,

gracias a lo cual será visible sobre un fondo oscuro

Imagen de contraste del objeto.

Tipo de microscopio de luz transmitida

La iluminación se crea mediante un anillo.

diafragmas en el condensador (Fig. 8). Cuando,

cuando la investigación utiliza una lente con

alta apertura numérica, existe la posibilidad

que parte de la luz todavía entrará en la lente.

Por esta razón se utilizan

lentes especializados que tienen

diafragma de iris interno incorporado,

que le permite reducir el valor efectivo de NAobj a un valor

suficiente para la observación en un campo oscuro.

Microscopía de polarización es un método de observación en luz polarizada para el examen microscópico de preparaciones que contienen elementos ópticamente anisotrópicos (o que están compuestos enteramente por dichos elementos). Se trata de muchos minerales, granos en finas secciones de aleaciones, algunos tejidos animales y vegetales, etc. Las propiedades ópticas de los microobjetos anisotrópicos son diferentes en diferentes direcciones y se manifiestan de manera diferente dependiendo de la orientación de estos objetos con respecto a la dirección de observación y la plano de polarización de la luz que incide sobre ellos. La observación se puede realizar tanto con luz transmitida como reflejada. La luz emitida por el iluminador pasa a través de un polarizador. La polarización que se le imparte cambia con el posterior paso de la luz a través del fármaco (o su reflexión). Estos cambios se estudian mediante un analizador y varios compensadores ópticos. Al analizar tales cambios, se pueden juzgar las principales características ópticas de los microobjetos anisotrópicos: la fuerza de la birrefringencia, el número de ejes ópticos y su orientación, la rotación del plano de polarización y el dicroísmo.

Método de investigación en luz luminiscente. (microscopía de luminiscencia, o microscopía de fluorescencia) consiste en observar bajo un microscopio el brillo verde-naranja de los microobjetos, que se produce cuando son iluminados con luz azul-violeta o rayos ultravioleta invisibles al ojo. Se introducen dos filtros de luz en el circuito óptico del microscopio. Uno de ellos se coloca delante del condensador. Transmite radiación de la fuente de iluminación solo en aquellas longitudes de onda que excitan la luminiscencia del objeto en sí (luminiscencia intrínseca) o de tintes especiales introducidos en la preparación y absorbidos por sus partículas (luminiscencia secundaria). El segundo filtro de luz, que se instala después de la lente, transmite sólo luz luminiscente al ojo del observador (o a la capa fotosensible). La microscopía fluorescente utiliza la iluminación de las preparaciones tanto desde arriba (a través de una lente, que en este caso también sirve como condensador) como desde abajo, a través de un condensador normal. La observación bajo iluminación desde arriba a veces se denomina "microscopía de luminiscencia de luz reflejada" (este término es relativo: la excitación del brillo de la preparación no es un simple reflejo de la luz). A menudo se utiliza junto con la observación mediante el método de contraste de fases en luz transmitida. El método ha encontrado una amplia aplicación en microbiología, virología, histología, citología, en la industria alimentaria, en la investigación de suelos, en análisis microquímicos y en la detección de defectos. Esta variedad de aplicaciones se explica por la muy alta sensibilidad cromática del ojo y el alto contraste de la imagen de un objeto autoluminoso sobre un fondo oscuro y no luminiscente. Además, es de gran valor la información sobre la composición y propiedades de las sustancias en estudio, que se puede obtener conociendo la intensidad y composición espectral de su radiación luminiscente.