Le terme "microscope" a des racines grecques. Il se compose de deux mots qui, en traduction, signifient "petit" et "regarder". Le rôle principal du microscope est son utilisation lors de l'examen de très petits objets. En même temps, cet appareil vous permet de déterminer la taille et la forme, la structure et d'autres caractéristiques de corps invisibles à l'œil nu.
Histoire de la Création
Il n'y a aucune information exacte sur qui était l'inventeur du microscope dans l'histoire. Selon certaines sources, il aurait été conçu en 1590 par le père et le fils de Janssen, maître dans la fabrication de verres. Un autre prétendant au titre d'inventeur du microscope est Galileo Galilei. En 1609, ce scientifique a présenté un appareil avec des lentilles concaves et convexes pour le public à l'Accademia dei Lincei.
Au fil des années, le système de visualisation des objets microscopiques a évolué et s'est amélioré. Une étape importante dans son histoire a été l'invention d'un simple appareil à deux lentilles réglables de manière achromatique. Ce système a été introduit par le Hollandais Christian Huygens à la fin des années 1600. Oculaires de cet inventeursont en production aujourd'hui. Leur seul inconvénient est la largeur insuffisante du champ de vision. De plus, par rapport aux appareils modernes, les oculaires Huygens ont une position inconfortable pour les yeux.
Une contribution particulière à l'histoire du microscope a été apportée par le fabricant de tels instruments Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723). C'est lui qui a attiré l'attention des biologistes sur cet appareil. Leeuwenhoek fabriquait des produits de petite taille équipés d'une seule lentille, mais très résistante. Il n'était pas pratique d'utiliser de tels dispositifs, mais ils ne doublaient pas les défauts d'image présents dans les microscopes composés. Les inventeurs n'ont pu corriger cette lacune qu'après 150 ans. Parallèlement au développement de l'optique, la qualité d'image des appareils composites s'est améliorée.
L'amélioration des microscopes se poursuit aujourd'hui. Ainsi, en 2006, des scientifiques allemands travaillant à l'Institut de chimie biophysique, Mariano Bossi et Stefan Hell, ont mis au point le dernier microscope optique. En raison de la capacité d'observer des objets de dimensions 10 nm et des images 3D tridimensionnelles de haute qualité, l'appareil s'appelait un nanoscope.
Classification des microscopes
À l'heure actuelle, il existe une grande variété d'instruments conçus pour examiner de petits objets. Leur regroupement est basé sur divers paramètres. Cela peut être le but du microscope ou la méthode d'éclairage adoptée, la structure utilisée pour la conception optique, etc.
Mais, en règle générale, les principaux types de microscopessont classés en fonction de la résolution des microparticules visibles à l'aide de ce système. Selon cette division, les microscopes sont:
- optique (lumière);
-électronique;
-rayons X;-sonde à balayage.
Les microscopes les plus utilisés sont de type léger. Leur large choix est disponible dans les magasins d'optique. Avec l'aide de tels dispositifs, les principales tâches d'étude d'un objet sont résolues. Tous les autres types de microscopes sont classés comme spécialisés. Leur utilisation se fait généralement en laboratoire.
Chacun des types d'appareils ci-dessus a ses sous-espèces, qui sont utilisées dans une zone particulière. De plus, il est aujourd'hui possible d'acheter un microscope scolaire (ou pédagogique), qui est un système d'entrée de gamme. Offert aux appareils grand public et professionnels.
Demande
À quoi sert un microscope ? L'œil humain, étant un système optique spécial de type biologique, a un certain niveau de résolution. En d'autres termes, il y a la plus petite distance entre les objets observés lorsqu'ils peuvent encore être distingués. Pour un œil normal, cette résolution est inférieure à 0,176 mm. Mais les dimensions de la plupart des cellules animales et végétales, des micro-organismes, des cristaux, de la microstructure des alliages, des métaux, etc. sont bien inférieures à cette valeur. Comment étudier et observer de tels objets ? C'est là que divers types de microscopes viennent en aide aux gens. Par exemple, des dispositifs de type optique permettent de distinguer des structures dans lesquelles la distanceentre les éléments est d'au moins 0,20 µm.
Comment fonctionne un microscope ?
L'appareil, qui permet à l'œil humain d'examiner des objets microscopiques, comporte deux éléments principaux. Ce sont l'objectif et l'oculaire. Ces parties du microscope sont fixées dans un tube mobile situé sur une base métallique. Il a également une table de sujets.
Les microscopes modernes sont généralement équipés d'un système d'éclairage. Il s'agit notamment d'un condenseur à diaphragme à iris. Un ensemble obligatoire de dispositifs de grossissement sont des vis micro et macro, qui servent à régler la netteté. La conception des microscopes prévoit également la présence d'un système qui contrôle la position du condenseur.
Dans les microscopes spécialisés et plus complexes, d'autres systèmes et appareils supplémentaires sont souvent utilisés.
Lentilles
Je voudrais commencer la description du microscope par une histoire sur l'une de ses parties principales, c'est-à-dire l'objectif. Il s'agit d'un système optique complexe qui augmente la taille de l'objet en question dans le plan image. La conception des lentilles comprend tout un système non seulement de lentilles simples, mais également de deux ou trois lentilles collées.
La complexité d'une telle conception optique-mécanique dépend de l'éventail des tâches qui doivent être résolues par l'un ou l'autre appareil. Par exemple, le microscope le plus complexe possède jusqu'à quatorze lentilles.
Inclus dans l'objectifsont la partie frontale et les systèmes qui la suivent. Quelle est la base pour construire une image de la qualité souhaitée, ainsi que pour déterminer l'état de fonctionnement ? Il s'agit d'une lentille frontale ou de leur système. Les pièces suivantes de l'objectif sont nécessaires pour fournir le grossissement, la distance focale et la qualité d'image requis. Cependant, la mise en œuvre de telles fonctions n'est possible qu'en combinaison avec une lentille frontale. Il convient de mentionner que la conception de la partie suivante affecte la longueur du tube et la hauteur de la lentille de l'appareil.
Oculaires
Ces parties du microscope sont un système optique conçu pour construire l'image microscopique nécessaire sur la surface de la rétine des yeux de l'observateur. Les oculaires contiennent deux groupes de lentilles. Le plus proche de l'œil du chercheur s'appelle l'œil, et le plus éloigné s'appelle le champ (avec son aide, la lentille construit une image de l'objet étudié).
Système d'éclairage
Le microscope a une conception complexe de diaphragmes, de miroirs et de lentilles. Avec son aide, un éclairage uniforme de l'objet à l'étude est assuré. Dans les premiers microscopes, cette fonction était assurée par des sources de lumière naturelle. Au fur et à mesure que les appareils optiques s'amélioraient, ils ont commencé à utiliser d'abord des miroirs plats, puis concaves.
À l'aide de ces détails simples, les rayons du soleil ou de la lampe ont été dirigés vers l'objet d'étude. Dans les microscopes modernes, le système d'éclairage est plus parfait. Il se compose d'un condenseur et d'un collecteur.
Table des sujets
Préparations microscopiques à étudier,sont placés sur une surface plane. C'est le tableau des sujets. Différents types de microscopes peuvent avoir cette surface conçue de manière à ce que l'objet d'étude tourne dans le champ de vision de l'observateur horizontalement, verticalement ou selon un certain angle.
Principe de fonctionnement
Dans le premier dispositif optique, le système de lentilles fournissait une image inversée des micro-objets. Cela permettait de voir la structure de la matière et les moindres détails qui devaient être étudiés. Le principe de fonctionnement d'un microscope optique aujourd'hui est similaire au travail effectué par un télescope réfracteur. Dans cet appareil, la lumière est réfractée lorsqu'elle traverse la partie en verre.
Comment grossissent les microscopes optiques modernes ? Après qu'un faisceau de rayons lumineux pénètre dans l'appareil, ils sont convertis en un flux parallèle. Ce n'est qu'alors que la réfraction de la lumière dans l'oculaire augmente, ce qui augmente l'image des objets microscopiques. De plus, ces informations entrent sous la forme nécessaire à l'observateur dans son analyseur visuel.
Sous-espèces de microscopes optiques
Les instruments optiques modernes sont classés:
1. Selon la classe de complexité pour la recherche, le travail et le microscope scolaire.
2. Par domaine d'application pour la chirurgie, biologique et technique.
3. Par types de microscopie pour les dispositifs de lumière réfléchie et transmise, contact de phase, luminescent et polarisant.4. Dans le sens du flux lumineux vers inversé et direct.
Microscopes électroniques
Au fil du temps, un appareil conçu pour examiner des objets microscopiques est devenu de plus en plus parfait. De tels types de microscopes sont apparus dans lesquels un principe de fonctionnement complètement différent, indépendant de la réfraction de la lumière, était utilisé. Dans le processus d'utilisation des derniers types d'appareils, des électrons ont été impliqués. De tels systèmes permettent de voir des parties individuelles de la matière si petites que les rayons lumineux circulent simplement autour d'elles.
À quoi sert un microscope de type électronique ? Il est utilisé pour étudier la structure des cellules aux niveaux moléculaire et subcellulaire. En outre, des dispositifs similaires sont utilisés pour étudier les virus.
Conception de microscopes électroniques
Qu'est-ce qui sous-tend le fonctionnement des derniers instruments de visualisation d'objets microscopiques ? En quoi un microscope électronique est-il différent d'un microscope optique ? Y a-t-il des similitudes entre eux ?
Le principe de fonctionnement d'un microscope électronique est basé sur les propriétés que possèdent les champs électriques et magnétiques. Leur symétrie de rotation est capable d'avoir un effet de focalisation sur les faisceaux d'électrons. Sur cette base, nous pouvons répondre à la question: « En quoi un microscope électronique diffère-t-il d'un microscope optique ? Contrairement à un appareil optique, il n'y a pas de lentilles. Leur rôle est joué par des champs magnétiques et électriques correctement calculés. Ils sont créés par des spires de bobines traversées par du courant. Dans ce cas, de tels champs agissent comme une lentille convergente. Lorsque le courant augmente ou diminue, la distance focale change.distance de l'instrument.
En ce qui concerne le schéma de circuit, le microscope électronique l'a similaire au schéma de circuit d'un appareil d'éclairage. La seule différence est que les éléments optiques sont remplacés par des éléments électriques similaires.
Le grossissement d'un objet dans les microscopes électroniques est dû au processus de réfraction d'un faisceau de lumière traversant l'objet étudié. Sous différents angles, les rayons pénètrent dans le plan de l'objectif, où se produit le premier grossissement de l'échantillon. Ensuite, les électrons se dirigent vers la lentille intermédiaire. Il y a un changement en douceur dans l'augmentation de la taille de l'objet. L'image finale du matériau étudié est donnée par la lentille de projection. De là, l'image tombe sur l'écran fluorescent.
Types de microscopes électroniques
Les types de loupes modernes incluent:
1. MET, ou microscope électronique à transmission. Dans cette configuration, une image d'un objet très fin, jusqu'à 0,1 µm d'épaisseur, est formée par l'interaction d'un faisceau d'électrons avec la substance étudiée et son grossissement ultérieur par des lentilles magnétiques dans l'objectif.
2. SEM, ou microscope électronique à balayage. Un tel dispositif permet d'obtenir une image de la surface d'un objet avec une haute résolution de l'ordre de quelques nanomètres. Lors de l'utilisation de méthodes supplémentaires, un tel microscope fournit des informations qui aident à déterminer la composition chimique des couches proches de la surface.3. Microscope Electronique à Balayage Tunnel ou STM. A l'aide de ce dispositif, le relief des surfaces conductrices à hautautorisation. En cours de travail avec STM, une aiguille métallique pointue est amenée sur l'objet à l'étude. Dans le même temps, une distance de quelques angströms seulement est maintenue. Ensuite, un petit potentiel est appliqué à l'aiguille, à cause duquel un courant tunnel se produit. Dans ce cas, l'observateur reçoit une image tridimensionnelle de l'objet étudié.
Microscopes Leuwenhoek
En 2002, une nouvelle société produisant des instruments optiques est apparue en Amérique. Sa gamme de produits comprend des microscopes, des télescopes et des jumelles. Tous ces appareils se distinguent par une qualité d'image élevée.
Le siège social et le département de développement de la société sont situés aux États-Unis, dans la ville de Fremond (Californie). Mais quant aux installations de production, elles sont situées en Chine. Grâce à tout cela, l'entreprise propose sur le marché des produits avancés et de haute qualité à un prix abordable.
Avez-vous besoin d'un microscope ? Levenhuk suggérera l'option requise. La gamme d'équipements optiques de la société comprend des appareils numériques et biologiques permettant de grossir l'objet à l'étude. En outre, l'acheteur est offert et des modèles de créateurs, exécutés dans une variété de couleurs.
Le microscope Levenhuk a de nombreuses fonctionnalités. Par exemple, un dispositif de formation d'entrée de gamme peut être connecté à un ordinateur et est également capable de capturer une vidéo de la recherche en cours. Le modèle Levenhuk D2L est équipé de cette fonctionnalité.
La société propose des microscopes biologiques de différents niveaux. Ce sont des modèles plus simples, et des nouveautés,adapté aux professionnels.
