Notions de base sur le microscope optique

Le microscope est un instrument optique complexe, composé de pièces ou lentilles mécaniques et optiques, et dont l'objectif principal est de pouvoir visualiser des microorganismes et des structures non visibles à l'œil nu. Anton Van Leeuwenhoeck (1632-1723) est le père de la microscopie moderne, a développé le microscope optique que nous connaissons aujourd'hui et a été le premier scientifique à observer les bactéries, les protozoaires, le sperme et les tissus cellulaires.

Dans un microscope optique, nous distinguons différentes parties, qui peuvent être classées en fonction des parties ou du système optique et des parties ou du système mécanique.

Le système optique:

Il est chargé de former et d'augmenter l'image que nous voulons observer. Le système de lentilles et de tubes capte et dirige le faisceau lumineux vers l'œil humain.

Oeil humain: le faisceau lumineux sortant du microscope est focalisé sur la lentille et la rétine de l'œil.

Oculaire: lentille qui capture et agrandit l'image formée sur les lentilles. C'est la partie du microscope la plus proche de l'œil humain. Il existe des microscopes monoculaires, binoculaires et trinoculaires.

Objectif (s): lentille située sur le revolver, capture l'image sur la diapositive et agrandit l'image en fonction du grossissement de chaque objectif (10,40, 60, 100x) puis la transmet à l'oculaire.

Condenseur: lentille qui condense les rayons lumineux et les projette sur la préparation.

Diaphragme: régule la quantité (intensité) de lumière pénétrant dans le condenseur.

Focus: dirige les rayons lumineux vers le condenseur.

Le système mécanique:

C'est celui qui donne du support, du mouvement et de la concentration à l'échantillon que nous voulons observer.

Tube: C'est la camera obscura qui porte l'oculaire et les objectifs. Peut être attaché au bras pour permettre la mise au point

Revolver: C'est la pièce qui porte les différents objectifs. Il a un mouvement rotatif pour pouvoir choisir quel objectif et grossissement nous voulons pour l'observation.

Vis métrique macro: Déplace la scène vers le haut et vers le bas pour zoomer ou dézoomer l'échantillon sur la cible pour focaliser la préparation.

Vis micro métrique: C'est le système de mise au point fine du microscope, il sert à focaliser précisément la préparation.

Stage: C'est la plateforme horizontale où l'on place la préparation. Il a généralement des pinces pour maintenir l'échantillon. L'échantillon peut être fixe ou mobile dans les axes X et Y (étage mécanique).

Bras: C'est la structure qui maintient le tube, la scène et les vis de mise au point.

Pied: C'est la partie inférieure du microscope, qui sert de surface d'appui. Cela nous donne de la stabilité.

Image des parties d'un microscope optique (cliquez pour voir)

Le grossissement total ou maximum d'un microscope sera obtenu en multipliant le grossissement de l'objectif par le grossissement de l'oculaire, par exemple:

Objectif 40X x Oculaire 10X = 400X

L'augmentation des objectifs est variable et on peut trouver des objectifs de:

4X, 10X, 20X, 40X, 60X et 100X

Le grossissement de l'oculaire est toujours plus limité et les plus courants sont les oculaires WF compris entre 10 et 15X.

Pour observer un échantillon standard ou une coupe fine ça vaudra le coup avec des objectifs entre 4 et 40X. Avec ces augmentations, nous pourrons voir des coupes de feuilles, de tiges, de tissus et de structures cellulaires telles que des protozoaires, des amibes, des bactéries, du pollen, etc.

Les objectifs 60 à 100X sont des objectifs à fort grossissement pour l'observation cellulaire plus en détail, dans ces cas, la distance de travail est considérablement réduite et il est nécessaire d'utiliser de l'huile d'immersion pour augmenter le pouvoir de résolution et ne pas endommager l'optique de l'objectif. Nous utiliserons ces augmentations si nous voulons observer les cellules en détail à l'intérieur (structure cellulaire).

Une autre caractéristique optique à prendre en compte sera la puissance de résolution ou la capacité à distinguer deux points ou des objets très proches. En microscopie, il existe une capacité de résolution minimale de 0,2 micromètre.

Enfin, le pouvoir correcteur des aberrations optiques qui apparaissent dans l'observation est élémentaire. Il existe plusieurs types de verres en fonction de votre traitement optique:

Achromatique: Avec correction dans le champ vert et jaune.

Platochromatique: Achromatique avec une bonne correction de la courbure du champ visuel, les bords semblent focalisés.

Apochromats: corrige toutes les erreurs de couleur

Plans apochromatiques: correction des erreurs de couleur et de courbure

Parties et caractéristiques d'une cible (cliquez pour voir)

Exemple de coupe ou coupe d'une tige de maïs (cliquez pour voir)

Il existe de nombreuses variétés de microscopes en fonction de leur utilisation. Au-delà du simple microscope optique, la technologie au cours des XX et XXI siècles a développé une infinité d'applications pour observer différents types de matériaux, cellules et tissus. La microscopie a joué et a joué un rôle fondamental dans l'avancement de la biomédecine et dans ce domaine en particulier les plus grandes avancées dans des techniques telles que la fluorescence et le contraste de phase ont été développées.

Enfin, le développement des microscopes électroniques à partir de 1937 et maintenant des microscopes numériques ont complété et perfectionné le monde de l'observation cellulaire.

Actuellement, nous trouvons tous ces types de microscopes:

• Microscope optique
  
• Microscope simple
  
• Microscope inversé
• Microscope à lumière ultraviolette
  
• Microscope à fluorescence
  
• Microscope pétrographique
  
• Microscope à fond noir
  
• Microscope à contraste de phase
  
• Microscope à lumière polarisée
  
• Microscope confocal
  
• Microscope électronique
  
• Microscope électronique à transmission
  
• Microscope électronique à balayage
  
• Microscope à ions de champ
  
• Microscope à sonde à balayage
  
• Microscope à effet tunnel
  
• Microscope à force atomique
  
• Microscope virtuel
  

Un dernier type de microscope à mettre en évidence et à usage particulier sont les stéréomicroscopes ou loupes binoculaires. Cet instrument, à un grossissement plus faible qu'un microscope biologique (10-40X), peut être binoculaire ou trinoculaire (adapter une caméra) et son utilisation se concentre sur l'observation d'éléments vivants ou morts plus gros. Avec lui, les insectes, les champignons, les plantes, les mousses, les lichens, etc. sont observés et identifiés, ainsi que utilisés pour analyser les matériaux industriels, de construction ou électroniques.