I 14 TIPI DI MICROSCOPI E LE LORO FUNZIONI - SCIENZA - 2026

Esistono diversi tipi di microscopi : ottico, composto, stereoscopico, petrografico, confocale, a fruorescenza, elettronico, a trasmissione, a scansione, a scansione sonda, tunneling, ion in campo, digitale e virtuale.

Un microscopio è uno strumento utilizzato per consentire all'uomo di vedere e osservare cose che non potrebbero essere viste ad occhio nudo. È utilizzato in diversi settori del commercio e della ricerca che vanno dalla medicina alla biologia e alla chimica.

Microscopi del XVIII secolo del Musée des Arts et Métiers, Parigi

È stato persino coniato un termine per l'uso di questo strumento a fini scientifici o di ricerca: microscopia.

L'invenzione e le prime notizie sull'uso del microscopio più semplice (funzionava con un sistema di lente d'ingrandimento) risalgono al XIII secolo, con diverse attribuzioni a chi avrebbe potuto essere il suo inventore.

Al contrario, si stima che il microscopio composto, più vicino ai modelli che conosciamo oggi, sia stato utilizzato per la prima volta in Europa intorno all'anno 1620.

Anche allora, molti cercarono di rivendicare l'invenzione del microscopio, e ne emersero diverse versioni che, con componenti simili, riuscirono a soddisfare l'obiettivo e ad ingrandire l'immagine di un piccolissimo campione davanti all'occhio umano.

Tra i nomi più riconosciuti attribuiti all'invenzione e all'uso delle proprie versioni di microscopi ci sono Galileo Galilei e Cornelis Drebber.

L'arrivo del microscopio negli studi scientifici ha portato a scoperte e nuove prospettive su elementi essenziali per il progresso di diverse aree della scienza.

L'avvistamento e la classificazione di cellule e microrganismi come i batteri sono uno dei risultati più popolari resi possibili al microscopio.

Fin dalle sue prime versioni più di 500 anni fa, oggi il microscopio mantiene la sua concezione di funzionamento di base, sebbene le sue prestazioni e gli scopi specializzati siano cambiati ed evoluti fino ad oggi.

Principali tipi di microscopi

Microscopio ottico

Noto anche come microscopio ottico, è il microscopio dalla massima semplicità strutturale e funzionale.

Funziona attraverso una serie di ottiche che, insieme all'ingresso della luce, permettono l'ingrandimento di un'immagine che è ben posizionata nel piano focale dell'ottica.

È il più antico microscopio di design e le sue prime versioni sono attribuite ad Anton van Lewenhoek (XVII secolo), che usò un prototipo a lente singola su un meccanismo che conteneva il campione.

Microscopio composto

Il microscopio composto è un tipo di microscopio ottico che funziona in modo diverso dal microscopio semplice.

Ha uno più meccanismi ottici indipendenti che consentono un grado di ingrandimento maggiore o minore sul campione. Tendono ad avere una composizione molto più robusta e consentono una maggiore facilità di osservazione.

Si stima che il suo nome non sia attribuito a un maggior numero di meccanismi ottici nella struttura, ma al fatto che la formazione dell'immagine ingrandita avviene in due fasi.

Una prima fase, dove il campione viene proiettato direttamente sugli obiettivi su di esso, e una seconda, dove viene ingrandita attraverso il sistema oculare che raggiunge l'occhio umano.

Microscopio stereoscopico

È un tipo di microscopio ottico a basso ingrandimento utilizzato principalmente per le dissezioni. Ha due meccanismi ottici e visivi indipendenti; uno per ciascuna estremità del campione.

Lavora con la luce riflessa sul campione piuttosto che attraverso di essa. Permette di visualizzare un'immagine tridimensionale del campione in questione.

Microscopio petrografico

Utilizzato soprattutto per l'osservazione e la composizione di rocce ed elementi minerali, il microscopio petrografico funziona con le basi ottiche dei microscopi precedenti, con la qualità di includere materiale polarizzato nei suoi obiettivi, che permette di ridurre la quantità di luce e luminosità che i minerali possono riflettere.

Il microscopio petrografico consente, attraverso l'immagine ingrandita, di chiarire gli elementi e le strutture di composizione di rocce, minerali e componenti terrestri.

Microscopio confocale

Questo microscopio ottico permette l'aumento della risoluzione ottica e del contrasto dell'immagine grazie ad un dispositivo o "pinhole" spaziale che elimina la luce in eccesso o fuori fuoco che viene riflessa attraverso il campione, soprattutto se ha una maggiore dimensione consentita dal piano focale.

Il dispositivo o "pinole" è una piccola apertura nel meccanismo ottico che impedisce la dispersione della luce in eccesso (quella che non è a fuoco sul campione) sul campione, riducendo la nitidezza e il contrasto che può presentare.

Per questo motivo, il microscopio confocale funziona con una profondità di campo piuttosto limitata.

Microscopio a fluorescenza

È un altro tipo di microscopio ottico in cui vengono utilizzate onde luminose fluorescenti e fosforescenti per un migliore dettaglio sullo studio di componenti organiche o inorganiche.

Si distinguono semplicemente per l'utilizzo della luce fluorescente per generare l'immagine, non dovendo dipendere interamente dal riflesso e dall'assorbimento della luce visibile.

A differenza di altri tipi di microscopi analogici, il microscopio a fluorescenza può presentare alcune limitazioni dovute all'usura che la componente di luce fluorescente può presentare a causa dell'accumulo di elementi chimici causato dall'impatto degli elettroni, logorando le molecole fluorescenti.

Lo sviluppo del microscopio fluorescente ha valso agli scienziati Eric Betzig, William Moerner e Stefan Hell il Premio Nobel per la Chimica nel 2014.

Microscopio elettronico

Il microscopio elettronico rappresenta una categoria a sé rispetto ai microscopi precedenti, perché cambia il principio fisico di base che permetteva la visualizzazione di un campione: la luce.

Il microscopio elettronico sostituisce l'uso della luce visibile con gli elettroni come fonte di illuminazione. L'utilizzo degli elettroni genera un'immagine digitale che consente un ingrandimento maggiore del campione rispetto ai componenti ottici.

Tuttavia, ingrandimenti elevati possono causare una perdita di fedeltà nell'immagine campione. Viene utilizzato principalmente per indagare l'ultra-struttura di campioni microorganici; capacità che i microscopi convenzionali non hanno.

Il primo microscopio elettronico è stato sviluppato nel 1926 da Han Busch.

Microscopio elettronico a trasmissione

La sua caratteristica principale è che il fascio di elettroni passa attraverso il campione, generando un'immagine bidimensionale.

A causa della potenza energetica che gli elettroni possono avere, il campione deve essere sottoposto ad una precedente preparazione prima di essere osservato al microscopio elettronico.

Microscopio elettronico a scansione

A differenza del microscopio elettronico a trasmissione, in questo caso il fascio di elettroni viene proiettato sul campione, generando un effetto di rimbalzo.

Ciò consente la visualizzazione tridimensionale del campione grazie al fatto che le informazioni sono ottenute sulla superficie di questo.

Microscopio a sonda a scansione

Questo tipo di microscopio elettronico è stato sviluppato dopo l'invenzione del microscopio a tunnel.

È caratterizzato dall'utilizzo di una provetta che scansiona le superfici di un campione per generare un'immagine ad alta fedeltà.

La provetta esegue la scansione, e tramite i valori termici del campione è in grado di generare un'immagine per la sua successiva analisi, mostrata attraverso i valori termici ottenuti.

Microscopio a tunnel

È uno strumento utilizzato soprattutto per generare immagini a livello atomico. La sua capacità di risoluzione può consentire la manipolazione di singole immagini di elementi atomici, operando attraverso un sistema di elettroni in un processo a tunnel che funziona con diversi livelli di tensione.

È necessario un grande controllo dell'ambiente per una sessione di osservazione a livello atomico, nonché l'utilizzo di altri elementi in stato ottimale.

Tuttavia, ci sono stati casi in cui microscopi di questo tipo sono stati costruiti e utilizzati in modo domestico.

È stato inventato e implementato nel 1981 da Gerd Binnig e Heinrich Rohrer, che hanno ricevuto il Premio Nobel per la fisica nel 1986.

Microscopio a campo ionico

Più che uno strumento, è conosciuto con questo nome per una tecnica implementata per l'osservazione e lo studio dell'ordinamento e del riarrangiamento a livello atomico di diversi elementi.

È stata la prima tecnica che ha permesso di discernere la disposizione spaziale degli atomi in un dato elemento. A differenza di altri microscopi, l'immagine ingrandita non è soggetta alla lunghezza d'onda dell'energia luminosa che la attraversa, ma ha una capacità unica di ingrandimento.

È stato sviluppato da Erwin Muller nel XX secolo, ed è stato considerato il precedente che ha permesso una migliore e più dettagliata visualizzazione degli elementi a livello atomico oggi, attraverso nuove versioni della tecnica e degli strumenti che lo rendono possibile.

Microscopio digitale

Un microscopio digitale è uno strumento con un carattere prevalentemente commerciale e generalizzato. Funziona tramite una fotocamera digitale la cui immagine viene proiettata su un monitor o un computer.

È stato considerato uno strumento funzionale per l'osservazione del volume e del contesto dei campioni lavorati. Allo stesso modo, ha una struttura fisica molto più facile da manipolare.

Microscopio virtuale

Il microscopio virtuale, più che uno strumento fisico, è un'iniziativa che ricerca la digitalizzazione e l'archiviazione di campioni sinora lavorati in qualsiasi campo della scienza, con l'obiettivo che qualsiasi parte interessata possa accedere e interagire con versioni digitali di campioni organici o inorganico attraverso una piattaforma certificata.

In questo modo si tralascia l'uso di strumenti specializzati e si promuove la ricerca e lo sviluppo senza il rischio di distruggere o danneggiare un campione reale.

Riferimenti

1. (2010). Estratto da History of the Microscope: history-of-the-microscope.org
2. Keyence. (Sf). Nozioni di base sui microscopi. Estratto da Keyence - Sito del microscopio biologico: keyence.com
3. Microbehunter. (Sf). Teoria. Ottenuto da Microbehunter - Risorse di microscopia amatoriale: microbehunter.com
4. Williams, DB e Carter, CB (nd). Microscopia elettronica a trasmissione. New York: Plenum Press.