LE PROPRIETÀ PIÙ IMPORTANTI DEL MICROSCOPIO - TECNOLOGIA - 2024

Le proprietà più importanti del microscopio sono il potere risolutivo, l'ingrandimento dell'oggetto di studio e la definizione. Queste capacità consentono lo studio di oggetti del microscopio e trovano applicazione in vari campi di studio.

Il microscopio è uno strumento che si è evoluto nel tempo, grazie all'applicazione di nuove tecnologie per offrire incredibili immagini molto più complete e nitide dei vari elementi che sono oggetto di studio in campi come la biologia, la chimica, la fisica, medicina, tra molte altre discipline.

Le immagini ad alta definizione ottenibili con microscopi all'avanguardia possono essere davvero impressionanti. Oggi è possibile osservare gli atomi delle particelle con un livello di dettaglio che anni fa era inimmaginabile.

Esistono tre tipi principali di microscopi. Il più noto è il microscopio ottico o ottico, un dispositivo costituito da una o due lenti (microscopio composto).

C'è anche il microscopio acustico, che funziona creando l'immagine da onde sonore ad alta frequenza, e microscopi elettronici, che a loro volta sono classificati in microscopi a scansione (SEM, Scanning Electron Microscope) e tunneling (STM, Scanning Tunneling). Microscopio).

Questi ultimi forniscono un'immagine formata dalla capacità degli elettroni di "passare" attraverso la superficie di un solido per mezzo del cosiddetto "effetto tunnel", più comune nel campo della fisica quantistica.

Sebbene la conformazione e il principio di funzionamento di ciascuno di questi tipi di microscopi siano diversi, condividono una serie di proprietà, che pur essendo misurate in modi diversi in alcuni casi, rimangono comuni a tutti. Questi sono a loro volta i fattori che definiscono la qualità delle immagini.

Le proprietà comuni del microscopio

1- Potere di risoluzione

Si riferisce al minimo dettaglio che un microscopio può offrire. Dipende dal design dell'attrezzatura e dalle proprietà di radiazione. Solitamente questo termine viene confuso con "risoluzione" che si riferisce al dettaglio effettivamente ottenuto dal microscopio.

Per comprendere meglio la differenza tra potere risolutivo e risoluzione, si deve tener conto che il primo è una proprietà dello strumento in quanto tale, definito in senso più ampio come "la minima separazione dei punti dell'oggetto in osservazione che può essere percepita in condizioni ottimale "(Slayter and Slayter, 1992).

Mentre, d'altra parte, la risoluzione è la minima separazione tra i punti dell'oggetto studiato che sono stati effettivamente osservati, in condizioni reali, che avrebbero potuto essere diverse dalle condizioni ideali per le quali il microscopio è stato progettato.

È per questo motivo che in alcuni casi la risoluzione osservata non è uguale al massimo possibile nelle condizioni desiderate.

Per ottenere una buona risoluzione, oltre al potere risolutivo, sono necessarie buone proprietà di contrasto, sia del microscopio che dell'oggetto o provino da osservare.

2- Contrasto o definizione

Immagine ad alta definizione di un organismo unicellulare. Tramite Youtube.

Questa proprietà si riferisce alla capacità del microscopio di definire i bordi oi limiti di un oggetto rispetto allo sfondo in cui si trova.

È il prodotto dell'interazione tra la radiazione (emissione di luce, termica o altra energia) e l'oggetto in esame, per questo si parla di contrasto intrinseco (quello del campione) e contrasto strumentale (quello del microscopio stesso ).

Ecco perché, mediante la graduazione del contrasto strumentale, è possibile migliorare la qualità dell'immagine, in modo da ottenere una combinazione ottimale dei fattori variabili che influenzano un buon risultato.

Ad esempio, in un microscopio ottico, l'assorbimento (una proprietà che definisce la luminosità, l'oscurità, la trasparenza, l'opacità e i colori osservati in un oggetto) è la principale fonte di contrasto.

3- Ingrandimento

Polline visto al microscopio.

Chiamato anche grado di ingrandimento, questa caratteristica non è altro che la relazione numerica tra la dimensione dell'immagine e la dimensione dell'oggetto.

Di solito è indicato da un numero accompagnato dalla lettera "X", quindi un microscopio il cui ingrandimento è pari a 10000X offrirà un'immagine 10.000 volte più grande della dimensione effettiva del campione o dell'oggetto sotto osservazione.

Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, l'ingrandimento non è la proprietà più importante di un microscopio, poiché un computer può avere un livello di ingrandimento abbastanza alto ma una risoluzione molto scarsa.

Da questo fatto deriva il concetto di ingrandimento utile, cioè il livello di ingrandimento che, in combinazione con il contrasto del microscopio, fornisce veramente un'immagine nitida e di alta qualità.

D'altra parte, l'ingrandimento vuoto o falso si verifica quando viene superato l'ingrandimento massimo utile. Da quel momento in poi, pur continuando ad ingrandire l'immagine, non si otterranno più informazioni utili ma al contrario, il risultato sarà un'immagine più grande ma sfocata poiché la risoluzione rimane la stessa.

La figura seguente illustra questi due concetti in modo chiaro:

L'ingrandimento è molto più alto nei microscopi elettronici che nei microscopi ottici che raggiungono un ingrandimento di 1500X per quelli più avanzati, i primi raggiungono livelli fino a 30000X nel caso dei microscopi SEM.

Per quanto riguarda i microscopi a scansione a tunnel (STM), l'intervallo di ingrandimento può raggiungere livelli atomici di 100 milioni di volte la dimensione della particella, ed è persino possibile spostarli e posizionarli in disposizioni definite.

conclusione

È importante sottolineare che, in base alle proprietà spiegate sopra di ciascuno dei tipi di microscopi citati, ognuno ha una specifica applicazione, che consente di sfruttare in modo ottimale i vantaggi e i benefici riguardanti la qualità delle immagini.

Se alcuni tipi hanno limitazioni in determinate aree, queste possono essere coperte dalla tecnologia degli altri.

Ad esempio, i microscopi elettronici a scansione (SEM) vengono generalmente utilizzati per generare immagini ad alta risoluzione, soprattutto nel campo dell'analisi chimica, livelli che non potrebbero essere raggiunti da un microscopio a lente.

Il microscopio acustico è utilizzato più frequentemente nello studio di materiali solidi non trasparenti e nella caratterizzazione delle cellule. Rileva facilmente i vuoti all'interno di un materiale, nonché i difetti interni, le fratture, le crepe e altri oggetti nascosti.

Da parte sua, il microscopio ottico convenzionale continua ad essere utile in alcune aree della scienza per la sua facilità d'uso, il suo costo relativamente basso e perché le sue proprietà generano ancora risultati benefici per gli studi in questione.

Riferimenti

1. Imaging di microscopia acustica. Estratto da: smtcorp.com.
2. Microscopia acustica. Estratto da: soest.hawaii.edu.
3. Reclami vuoti - Falso ingrandimento. Estratto da: microscope.com.
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6. Slayter, E. e Slayter H. (1992). Microscopia ottica ed elettronica. Cambridge, Cambridge University Press.
7. Stehli, G. (1960). Il microscopio e come usarlo. New York, Dover Publications Inc.
8. Galleria di immagini STM. Estratto da: researcher.watson.ibm.com.
9. Comprensione dei microscopi e degli obiettivi. Estratto da: edmundoptics.com
10. Utile intervallo di ingrandimento. Estratto da: microscopyu.com.