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Il microscopio è uno strumento costituito da sistemi di lenti che consentono di ingrandire oggetti molto piccoli, ma anche di rendere più acuta la visione, consentendo di osservare un maggior numero di particolari. L’immagine osservata al microscopio è capovolta ed ingrandita rispetto all’originale. Se si utilizza una lente, l’ingrandimento è dato dal seguente rapporto:

ingrandimento della lente

=

250 mm (distanza di visione normale)

:

f (distanza focale della lente)

G rappresenta l’oggetto; la lente d’ingrandimento avvicina l’oggetto nella posizione G1 che formerà sulla retina dell’occhio una immagine capovolta e ingrandita rispetto alla visione senza lente; 250 mm è la distanza di visione normale di lettura ed è una distanza fissa di riferimento; f rappresenta la distanza focale, cioè la distanza tra il centro della lente e G1. Per avere un ingrandimento maggiore deve aumentare la curvatura della lente e l’oggetto dovrà essere osservato ad una distanza minore. Per questo, con il microscopio ad alti ingrandimenti, l’obiettivo va quasi a sfiorare il vetrino con il preparato da osservare.
I difetti delle lenti si chiamano aberrazioni e ne esistono due tipi principali: l’aberrazione cromatica, che provoca una sfocatura dei colori e dipende dalla natura della luce, e l’aberrazione sferica dovuta alla curvatura della lente. Entrambe vanno corrette aggiungendo altre lenti per compensare i difetti. Per questi motivi gli oculari ed in particolare gli obiettivi dei microscopi sono costosi ed il costo aumenta con la correzione delle aberrazioni.

I microscopi sono ottici o elettronici. I microscopi ottici utilizzano come fonte luminosa una lampada e lenti per ingrandire fino ad un massimo di 1200 ingrandimenti. I microscopi elettronici usano un fascio di elettroni ed apparati elettronici per ingrandire fino ad oltre 500.000 ingrandimenti, giungendo ad osservare le grosse macromolecole.

Nella figura sopra si può osservare un microscopio ottico per attività di laboratorio e sono indicate tutte le parti principali che lo costituiscono.
Prima di utilizzarlo è importante conoscere alcuni dettagli. La luce prodotta dalla lampada attraversa il condensatore (sistema di lenti con un diaframma) che forma un cono di luce concentrandolo nel foro del tavolino portaoggetti, sul quale è posto il vetrino con il preparato da osservare. Il condensatore presenta normalmente una levetta che apre e chiude un diaframma ad iride (come la nostra pupilla): ad ogni osservazione, cambiando obiettivo, il diaframma deve essere regolato per avere una buona visione dei particolari.

Gli obiettivi presentano incisi due numeri: uno si riferisce all’ingrandimento (individuabile perché seguito da un x), l’altro alla apertura numerica dell’obiettivo. Ad esempio 40x / 0,65. Sull’ingrandimento si è già detto. L’apertura numerica è un valore che sinteticamente esprime la luminosità e quindi la qualità di un obiettivo. Inoltre il valore dell’apertura numerica determina la capacità analitica di un obiettivo, cioè la capacità di vedere distinti due punti molto vicini. In generale, per un dato obiettivo, maggiore è l’apertura numerica, migliore è la capacità analitica.
L’ingrandimento totale di un microscopio è dato dal prodotto dell’ingrandimento dell’obiettivo per quello dell’oculare. I limiti dell’ingrandimento di un microscopio ottico (massimo 1200-1300 ingrandimenti) sono dovuti ai difetti delle lenti che aumentano con l’ingrandimento, e soprattutto alla natura stessa della luce bianca e alle sue caratteristiche: la capacità analitica non può superare un valore limite, quindi anche se si ingrandisse ulteriormente, la qualità dell’immagine non migliorerebbe, anzi peggiorerebbe.
Nel microscopio elettronico, per aumentare la capacità analitica, si sostituisce la luce bianca con un fascio di elettroni e al posto delle lenti si utilizzano apparati elettronici. Per questo motivo si possono raggiungere ingrandimenti maggiori e immagini molto dettagliate di buona qualità.
L’osservazione con il microscopio ottico deve sempre iniziare con l’ingrandimento minore: si cerca il campo migliore del preparato, si mette al centro ciò che interessa e si passa al successivo obiettivo di ingrandimento immediatamente maggiore regolando luce, diaframma del condensatore e messa a fuoco.
Particolare attenzione si deve avere con gli obiettivi ad ingrandimento maggiore, poiché per mettere a fuoco si deve avvicinare l’obiettivo quasi a sfiorare il vetrino con il preparato. Normalmente gli obiettivi sono parafocali, cioè passando da un obiettivo all’altro l’immagine è quasi a fuoco o, al massimo, si devono fare piccoli spostamenti con la manopola micrometrica. Se non si trova subito il fuoco, tornare all’obiettivo precedente decisamente più corto che non presenta il pericolo di urtare e danneggiare le lenti e ripetere l’operazione.

L’obiettivo 100x richiede una goccia d’olio apposito che unisce il vetrino con il preparato e l’obiettivo: questo perché a questo massimo ingrandimento la presenza di aria interposta provoca difetti dell’immagine. L’olio ha le caratteristiche ottiche del vetro ed evita alterazioni dell’immagine. Si deve avere particolare attenzione a non sporcare gli altri obiettivi con l’olio ad immersione e nella messa a fuoco poiché l’obiettivo è molto vicino al vetrino del preparato.
Per tutti gli altri dettagli operativi l’insegnante sicuramente proporrà una scheda operativa da seguire attentamente.

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