Contenu
- TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
- Loupe et loupe
- Microscope simple vs composé
- Microscope à lumière composée
- Avertissements
- Trouver le grossissement des microscopes
- Au-delà du microscope et de la loupe
- Importance des microscopes
L’utilisation de matériaux transparents pour magnifier des objets remonte à l’histoire, mais la première illustration de lentilles pour lunettes remonte à 1350 environ. Malgré ces utilisations précoces des lentilles, la découverte du monde microscopique des bactéries, des algues et des protozoaires a attendu près de 300 ans.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
Une différence entre une loupe et un microscope à lumière composée réside dans le fait qu’une loupe utilise une seule lentille pour grossir un objet, tandis qu’un microscope composé utilise deux lentilles ou plus. Une autre différence est que les loupes peuvent être utilisées pour visualiser des objets opaques et transparents, mais un microscope composé nécessite que le spécimen soit suffisamment mince ou suffisamment transparent pour que la lumière puisse passer à travers. En outre, une loupe utilise la lumière ambiante et les microscopes optiques utilisent une source de lumière (provenant d'un miroir ou d'une lampe intégrée) pour éclairer l'objet.
Loupe et loupe
Les loupes sont utilisées depuis des siècles. Allumer des feux et corriger les défauts de vision étaient parmi les premières utilisations et fonctions de la loupe. Les utilisations documentées des lentilles ont commencé à la fin du XIIIe siècle avec des loupes et des lunettes pour aider les gens à lire. L'association des lunettes à des érudits remonte donc au début des années 1300.
Les loupes utilisent une lentille convexe montée dans un support. Les lentilles convexes sont plus fines sur les bords qu'au milieu. Lorsque la lumière traverse l'objectif, les rayons lumineux se plient vers le centre. La loupe est focalisée sur l'objet lorsque les ondes lumineuses se rencontrent à la surface en cours de visualisation.
Microscope simple vs composé
Un microscope simple utilise une seule lentille, les loupes sont donc de simples microscopes. Les microscopes stéréoscopiques ou à dissection sont généralement de simples microscopes. Les microscopes stéréoscopiques utilisent deux oculaires ou oculaires, un pour chaque œil, afin de permettre une vision binoculaire et de fournir une vue tridimensionnelle de l'objet. Les microscopes stéréoscopiques peuvent également avoir différentes options d'éclairage, permettant à l'objet d'être éclairé par le haut, le dessous ou les deux. Des loupes et des microscopes stéréoscopiques peuvent être utilisés pour afficher des détails sur des objets opaques tels que des roches, des insectes ou des plantes.
Les microscopes composés utilisent deux ou plusieurs lentilles d'affilée pour agrandir les objets à visualiser. En général, les microscopes composés exigent que l'échantillon à visualiser soit suffisamment fin ou suffisamment transparent pour que la lumière puisse passer à travers. Ces microscopes offrent un fort grossissement, mais la vue est bidimensionnelle.
Microscope à lumière composée
Les microscopes à lumière composite utilisent le plus souvent deux lentilles alignées dans le tube du corps. La lumière d'une lampe ou d'un miroir passe à travers un condenseur, le spécimen et les deux lentilles. Le condenseur focalise la lumière et peut avoir un iris qui peut être utilisé pour ajuster la quantité de lumière traversant l’échantillon. L’oculaire ou l’oculaire contient généralement une lentille qui grossit l’objet pour qu’il semble 10 fois plus grand (également écrit 10x). La lentille inférieure ou l'objectif peuvent être changés en faisant tourner un embout nasal qui contient trois ou quatre objectifs, chacun ayant une lentille avec un grossissement différent. Le plus souvent, les forces de l'objectif ont un grossissement de 4 fois (4x), 10 fois (10x), 40 fois (40x) et parfois 100 fois (100x). Certains microscopes à lumière composée contiennent également une lentille concave pour corriger le flou autour des bords.
Avertissements
Les microscopes à lumière composée sont généralement des microscopes à champ clair. Ces microscopes transmettent la lumière du condenseur situé sous l'échantillon, ce qui leur donne un aspect plus sombre par rapport au milieu environnant. La transparence des spécimens peut rendre les détails difficiles à voir en raison du faible contraste. Par conséquent, les spécimens sont souvent colorés pour un meilleur contraste.
Les microscopes Darkfield ont un condensateur modifié qui transmet la lumière sous un angle. La lumière inclinée fournit un contraste plus important pour voir les détails. Le spécimen semble plus clair que l'arrière-plan. Les microscopes à fond noir permettent de meilleures observations pour les spécimens vivants.
Les microscopes à contraste de phase utilisent des objectifs spéciaux et un condenseur modifié, de sorte que les détails de l'éprouvette apparaissent en contraste avec le matériau environnant, même lorsque l'éprouvette et le matériau environnant sont optiquement similaires. Le condenseur et l'objectif amplifient les différences même légères de transmission et de réfraction de la lumière, augmentant ainsi le contraste. Comme avec les microscopes à champ clair, le spécimen apparaît plus sombre que le matériau environnant.
Trouver le grossissement des microscopes
La différence entre les grossissements de la main et du microscope provient du nombre de lentilles. Avec une loupe ou une lentille, le grossissement est limité à une seule lentille. Comme l'objectif a une longueur focale de l'objectif au point de mise au point, le grossissement est fixe. En 1673, Antony van Leeuwenhoek a présenté le monde à ses minuscules "animalcules" à l’aide d’un simple microscope ou d’une lentille de la main agrandie 300 fois (300x) en taille réelle. Bien que Leeuwenhoek ait utilisé une lentille bi-concave offrant une meilleure résolution (moins de distorsion) de l'image, la plupart des loupes utilisent une lentille convexe.
La recherche du grossissement dans les microscopes composés nécessite de connaître le grossissement de chaque lentille traversée par l'image. Heureusement, les lentilles sont généralement marquées. Les microscopes de la classe ont un oculaire qui grossit l’objet pour qu’il paraisse 10 fois (10x) plus grand que sa taille réelle. Les objectifs des microscopes composés sont fixés à un embout nasal rotatif afin que les téléspectateurs puissent modifier le niveau de grossissement en faisant pivoter l’embout nasal sur un objectif différent.
Pour trouver le grossissement total, multipliez le grossissement des lentilles ensemble. Si vous regardez un objet à travers l'objectif de puissance la plus faible, l'image sera grossie 4x par l'objectif et 10x par l'objectif. L'agrandissement total sera donc de 4 × 10 = 40, de sorte que l'image apparaîtra 40 fois (40x) plus grande que la taille réelle.
Au-delà du microscope et de la loupe
Les ordinateurs et l’imagerie numérique ont considérablement accru la capacité des scientifiques à visualiser le monde microscopique.
Techniquement, le microscope confocal pourrait être appelé un microscope composé car il comporte plus d'une lentille. Les lentilles et les miroirs focalisent les lasers pour produire des images des couches illuminées du spécimen. Ces images passent par des trous d’épingle où elles sont capturées numériquement. Ces images peuvent ensuite être stockées et manipulées pour analyse.
Les microscopes électroniques à balayage (MEB) utilisent l’éclairage électronique pour balayer des objets plaqués or. Ces numérisations produisent des images tridimensionnelles en noir et blanc de l'extérieur des objets. Le SEM utilise une lentille électrostatique et plusieurs lentilles électromagnétiques.
Les microscopes électroniques à transmission (TEM) utilisent également une illumination électronique avec une lentille électrostatique et plusieurs lentilles électromagnétiques pour former des balayages de fines tranches à travers des objets. Les images en noir et blanc produites apparaissent en deux dimensions.
Importance des microscopes
Les lentilles ont précédé les premiers enregistrements de leur utilisation à la fin du 13ème siècle. La curiosité humaine a presque exigé que les gens remarquent la capacité des lentilles à examiner de très petits objets. Le chercheur arabe Al-Hazen du 10ème siècle a émis l'hypothèse que la lumière voyageait en lignes droites et que la vision dépendait de la lumière réfléchie par les objets et dans les yeux du spectateur. Al-Hazen a étudié la lumière et la couleur à l'aide de sphères d'eau.
Cependant, la première image de lentilles dans des lunettes (lunettes) remonte à environ 1350. L’invention du premier microscope composé est attribuée à Zacharias Janssen et à son père, Hans, dans les années 1590. À la fin de 1609, Galileo renversa le microscope composé pour commencer à observer le ciel au-dessus de lui, modifiant ainsi en permanence la perception de l'univers par l'homme. Robert Hooke a utilisé son microscope à lumière composite construit par ses soins pour explorer le monde microscopique, a appelé le motif qu'il a vu dans les tranches de liège "cellules" et a publié ses nombreuses observations dans "Micrographia" (1665). Des études menées par Hooke et Leeuwenhoek ont finalement abouti à la théorie des germes et à la médecine moderne.