Microscopi
I consigli di CampuStore
Guida all’acquisto per aiutarvi a scegliere i Microscopi
Informazioni necessarie per acquistare un microscopio
Le indicazioni importanti sono relative alla risoluzione e all'ingrandimento del microscopio. La prima
consiste nella capacità di rendere distinti e definiti i dettagli più minuti dell'oggetto sotto il
microscopio. L'ingrandimento invece aumenta l'immagine prodotta dall'obiettivo che sarà di
dimensioni tanto maggiori quanto più la distanza immagine-obiettivo permessa dal microscopio è
maggiore della distanza obiettivo-oggetto.
La Storia del Microscopio
Il microscopio è uno strumento atto a dare immagini ingrandite di oggetti molto piccoli, per
permetterne l’osservazione diretta o indiretta tramite fotografia e sistemi elettronici.
La storia del microscopio vero e proprio ha inizio con la scoperta del cannocchiale (inizi del 17°
secolo). Il merito dell’invenzione del microscopio è attribuito a vari costruttori di strumenti ottici
dell’epoca, soprattutto olandesi; in Italia il primo composto fu costruito da Galileo Galilei (1624),
che lo chiamò occhialino e lo donò al principe Federico Cesi, fondatore dell’accademia dei Lincei,
per mostrargliene il funzionamento. Tra i primi scienziati ad utilizzare, diffondere e migliorare l'uso
di questo potente strumento, a partire dal XVII secolo, si ricordano Antoni van Leeuwenhoek e
Robert Hooke. Miglioramenti decisivi furono ottenuti però solo nella prima metà del 19° secolo,
quando si ricorse a combinazioni di lenti tanto per l’oculare quanto per l’obiettivo.
Tipologia di Microscopi
I microscopi si dividono sommariamente, a seconda del sistema adoperato per indagare il
campione, in:
• ottici: utilizzano lunghezze d’onda della luce visibile
• raggi X: basati sull’utilizzo di radiazioni X molli, come radiazioni sincrotroniche
• elettronici: “illuminano” i campioni in esame con un fascio di elettroni
• a scansioni di sonda: basati sull’esplorazione della superficie del campione con una sonda
materiale, o di altro tipo.
In questa guida andremo ad analizzare il microscopio ottico: in particolare i microscopi
stereoscopici e biologici.
Microscopio stereoscopico
I microscopi stereoscopici hanno due sistemi ottici completi: sono, in pratica, due microscopi
identici montati affiancati. Possiedono due obiettivi, due serie di prismi, due oculari. I due percorsi
ottici forniscono naturalmente lo stesso ingrandimento, e sono leggermente convergenti verso il
soggetto dell'osservazione.
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In questo modo chi osserva ha la percezione della profondità, fattore essenziale, per esempio,
osservando un minerale. Di solito questi tipi di strumenti hanno ingrandimenti che variano da 10x
a 100x, ma possono arrivare fino a 200x nel caso di strumenti più sofisticati e per scopi
professionali.
I microscopi stereoscopici sono adatti all'osservazione di insetti, foglie, pietre e comunque oggetti
opachi e dotati di un certo spessore. Sono molto utili anche per l’osservazione di circuiti elettronici,
fibre o tessuti.
Microscopio biologico
I microscopi biologici hanno ottiche in grado di raggiungere ingrandimenti elevati, dai 20x fino a
1000x o anche 2000x nel caso di strumenti più professionali. Proprio per questo essi si prestano
all'osservazione di cellule, funghi, batteri, polline e comunque di vetrini preparati. Non sono adatti
all'osservazione di corpi opachi o con spessore elevato.
Possono avere uno o due oculari, ma in questo caso lo sdoppiamento dell’immagine è solo
apparente (cioè i due oculari offrono immagini identiche) e vi è solo una maggior comodità di
osservazione, non una reale tridimensionalità.
Normalmente, con un microscopio biologico, si illumina il soggetto solo da sotto, e nella quasi
totalità dei casi il soggetto è un vetrino che deve essere preparato. Non è un'operazione difficile ed
esiste una vastissima scelta di vetrini già pronti.
A causa degli elevati ingrandimenti che possono raggiungere, i microscopi biologici necessitano di
un condensatore, cioè un sistema ottico per indirizzare la luce esattamente dove serve, ed anche
di un sistema ("tavolino") per muovere con precisione il vetrino sotto l'obiettivo. Ingrandendo
molto, infatti, il campo inquadrato si riduce moltissimo, e diviene più piccolo di una lettera
stampata a caratteri minuscoli!
Microscopio digitale
A questi due tipi tradizionali, negli ultimi anni, si è affiancato il microscopio digitale, così chiamato
perché è progettato non per l'osservazione visuale, ma per riportare l'immagine, mediante un
apposito cavo, direttamente ad un computer.
A parte l'ovvia facilità di memorizzazione ed archiviazione delle immagini, i microscopi digitali sono
interessanti sia perché permettono misure oggettive e ripetibili sulle immagini (sono accompagnati
da un apposito software) sia perché, grazie al loro peculiare schema ottico, possono coprire un
intervallo di ingrandimenti molto vasto.
Struttura del Microscopio ottico
Il microscopio è formato da due parti:
• la parte meccanica, strutturale
• una parte tradizionale chiamata ottica, funzionale.
La parte meccanica è formata da:
• uno stativo, che costituisce un sostegno centrale metallico su cui sono inseriti gli altri pezzi. Lo
stativo rappresenta quindi il corpo principale del microscopio ed ha la funzione di fare da
supporto ai meccanismi di movimento e di messa a fuoco della parte ottica.
• Un tavolino portaoggetti, sul quale viene posto il preparato da osservare (vetrino). Ha
un’apertura al centro per consentire alla luce di passare e attraversare il vetrino, inoltre è
dotato di un carrello traslatore per mezzo del quale il preparato può essere spostato
agevolmente.
• Il tubo ottico: in cui sono inseriti i due sistemi di lenti (oculare e obiettivo).
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La messa a fuoco dell'immagine viene effettuata mediante:
• una vite macrometrica, che consente gli spostamenti verticali del tubo ottico;
• una vite micrometrica, che consente solo minimi movimenti verticali del tubo ottico.
La parte funzionale, in genere chiamata ottica per gli strumenti basati sull’utilizzo della luce, è
formata da tre o quattro sistemi di lenti e dalla sorgente. È costituita da:
• due sistemi di lenti: obiettivo e oculare. L'obiettivo è inserito nella parte più bassa del tubo
ottico, in prossimità del preparato, mentre l'oculare si trova alla sommità del tubo ottico. I
microscopi ottici possono essere dotati di 1 o 2 oculari (monoculari o binoculari) e di vari
obiettivi, inseriti in un supporto a revolver, che può essere ruotato (in questo modo si utilizza
un obiettivo per volta).
• Apparato di illuminazione: può essere costituito da una semplice lampada inserita direttamente
alla base, o da uno specchietto a due facce, orientabile, per convogliare i raggi luminosi verso il
preparato da osservare.
• Un condensatore di luce, regolabile in altezza, che focalizza correttamente l’illuminazione sul
preparato.
• Un diaframma ad iride (tra condensatore e fonte luminosa), che regola l'intensità di luce a
seconda delle esigenze.
• Un'eventuale lente che funge da filtro.
Microscopio stereoscopico
A Oculari
B Revolver obiettivi
C Piattino portaoggetti
D Illuminatore
E Messa a fuoco
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Microscopio biologico
A Oculari
B Revolver con diversi obiettivi
C Piano porta vetrino
D Condensatore
E Illuminatore
F Movimentazione vetrino
G Messa a fuoco macro/micro
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Il funzionamento del Microscopio Ottico
Come abbiamo detto i microscopi sono strumenti utilizzati per produrre immagini visive ingrandite
di oggetti troppo piccoli da osservare a occhio nudo.
Esso deve compiere tre fondamentali funzioni:
• produrre un'immagine ingrandita del preparato
• separarne i particolari
• rendere visibili i particolari all'occhio umano.
Essenzialmente il microscopio ottico è composto da due lenti convergenti e convesse.
Queste due lenti sono nell'obiettivo e nell'oculare.
L'obiettivo, posto vicino all'oggetto da osservare produce un'immagine reale, ingrandita e
capovolta, che viene a sua volta osservata attraverso l'oculare; esso riceve questa immagine nel
proprio fuoco e la trasforma nell'immagine finale, che è virtuale, capovolta e ingrandita rispetto a
quella reale.
Quindi ciò che noi osserviamo non è l'immagine reale del preparato, bensì quest'ultima molto più
ingrandita dall'oculare. Un obiettivo semplice ha due aerei focali che sono definiti dalla geometria
dell'obiettivo e dal rapporto fra l'obiettivo e l'immagine messa a fuoco. I raggi luminosi che
passano dall'obiettivo si incrociano e si uniscono all'aereo focale; i raggi che ne escono incrociano
quelli che provengono dall'obiettivo all'aereo principale. La lunghezza focale di un obiettivo è
definita come la distanza fra l'aereo principale e l'aereo focale.
Per comprendere bene ciò che avviene è importante anche capire cosa succede quando i nostri
occhi osservano l'immagine.
Essi sono capaci di distinguere i colori della parte visibile dello spettro: dal viola all'azzurro al giallo,
all'arancio, al rosso; l'occhio non può percepire i raggi ultravioletti o infrarossi. Inoltre è sensibile ai
cambiamenti di luminosità o di intensità luminosa. Quindi, un’immagine per essere visibile
all'occhio, deve essere presentata a colori dello spettro visibile e a determinati gradi di intensità
luminosa. La distanza convenzionale della lente dall'occhio è di circa 25 cm.
Potere di ingrandimento
Per calcolare l’ingrandimento di un microscopio bisogna moltiplicare l’ingrandimento dell’obiettivo
per l’ingrandimento dell’oculare.
Ad esempio, oculare 10x, obiettivo 40x = potere di ingrandimento 400x (questo significa che le
dimensioni reali dell'oggetto appariranno ingrandite di 400 volte). Su oculari e obiettivi sono
riportati degli indici che informano sulle caratteristiche delle lenti e il loro potere di ingrandimento.
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