Didattica di Scienze

Il Microscopio ottico biologico

Se vogliamo osservare i dettagli di un oggetto, lo avviciniamo agli occhi oppure utilizziamo una una lente di in lente di ingrandimento. Ma la semplice lente o anche un sistema di lenti più complesso, non dà mai più di 6-10 ingrandimenti. In tali condizioni la lente fornisce un’immagine virtuale dritta e ingrandita dell’oggetto osservabile dall’occhio, posto nel secondo fuoco della lente, anche se si trova ad una distanza dall’oggetto inferiore alla distanza di visione distinta (immagine a fianco).

Ingrandimenti maggiori si possono raggiungere invece grazie al microscopio composto, un sistema di due lenti convergenti dette, rispettivamente, obiettivo e oculare. In pratica queste due lenti sono a loro volta costituite da due combinazioni di lenti diverse tali da correggere e ridurre al minimo le aberrazioni ma, dal punto di vista funzionale, il discorso non muta. L'oggetto da osservare viene posto davanti all'obiettivo (ad una distanza maggiore della sua lunghezza focale), che ne fornisce un'immagine reale, capovolta e ingrandita. Questa immagine viene fatta cadere davanti all'oculare a distanza opportuna, che ne dà un'altra, virtuale, ingrandita e capovolta rispetto all'originale (vedi figura a fianco).

In realtà esistono due tipi di microscopi ottici:lo "stereomicroscopio" a sinistra nella foto ed il "microscopio biologico" a destra nella foto. Il primo, oltre ad avere due oculari, ha anche due obiettivi, spesso nascosti dentro ad un barilotto e permette la visione, in stereo, con luce incidente, di oggetti solitamente non troppo piccoli a basso ingrandimento (10x - 60x). Il Microscopio biologico invece permette di vedere, per luce trasmessa, oggetti trasparenti ad alto ingrandimento 40x-1000x). In questa pagina vediamo la struttura e l'uso del microscopio biologico.

Obiettivo ed oculare sono inseriti all'estremità di un tubo metallico della lunghezza standard di 160 mm, appoggiato su un sostegno detto stativo, il quale regge anche il tavolino dove viene posto il preparato da osservare. La distanza tra obiettivo e preparato può essere variata con un movimento a cremagliera del tubo, regolato da due viti, quella macrometrica per spostamenti rapidi e quella micrometrica per la messa a fuoco precisa. Con movimenti laterali del piatto si può esaminare la parte del preparato che interessa di più. Sotto il tavolino porta-oggetti si trova il condensatore che fa convergere sull'oggetto la luce prodotta da un’eventuale lampadina incorporata nel microscopio: il condensatore è munito di un diaframma regolabile. Le caratteristiche fondamentali di un microscopio ottico sono l'ingrandimento, il contrasto ed il potere di risoluzione.

• Oculari: sono le lenti attraverso le quali si effettua l'osservazione, in altre parole si poggia l'occhio. Da un lato hanno inciso un numero, seguito da una x, che rappresenta il fattore di ingrandimento (generalmente 10x, ma talora 8x o 12x). I migliori microscopi hanno due oculari, che rendono comoda la visione, altri solo uno.

• Tavolino portavetrini con clip blocca vetrino, fisso o con movimento sui due assi x e y grazie a due manopole traslatrici. Può essere rettamgolare o circolare.

• Obiettivi: ciascuno microscopio ha tre o quattro obiettivi, montati su un "revolver" ruotante che permette di cambiarli velocemente. Insieme l'obiettivo e l'oculare formano l'immagine ingrandita che viene osservata. Nella parte centrale del corpo di ciascun obiettivo è indicato il fattore d'ingrandimento (da 4x a 100x) ed altri dati numerici.

• Consensatore: Il condensatore è un sistema di lenti, posto sotto il tavolino porta-oggetti, che ha la funzione di inviare all'obiettivo la quantità di luce adatta alle sue caratteristiche ottiche. E' regolabile in verticale ed è sempre provvisto di un diaframma ad iride che serve a regolare l'ampiezza del cono di luce che entra nell'obiettivo.

• Viti di regolazione del fuoco: I microscopi hanno due viti di regolazione del fuoco. Una grande macrometrica che mette a fuoco grossolanamente, permette di fare spostamenti sensibili del tavolino portapreparati, avvicinandolo o allontanandolo dall'obiettivo, fino a quando non si rende visibile il preparato. La si usa solamente con l'obiettivo più piccolo (il 4x ). Una piccola micrometrica, coassiale con la prima, permette la regolazione fine della messa a fuoco. Perché gli obiettivi sono parfocali, questa è l'unica manopola che è necessario regolare per mettere a fuoco il preparato, quando si passa da un obiettivo all'altro.

• Ingrandimento: L'ingrandimento totale del microscopio è dato dal prodotto dell'ingrandimento dell'obiettivo per quello dell'oculare. Oltre all'ingrandimento occorre però considerare il potere di risoluzione ovvero la distanza minima tra due punti che si riresce a distinguere.

Due ottimi video che spiegano passo passo la struttura del microscopio ottico (stereo e biologico) e le sue parti, il primo e l'uso del microscopio il secondo.

Ed ora esercitiamoci in inglese a riconoscere le varie parti del microscopio con una scheda interattiva dell'Università dell'Alberta in Canada. Cliccate su "Start Exercise".