Microscopio, cualquiera de los
distintos tipos de instrumentos que se utilizan para obtener una
imagen
aumentada de objetos minúsculos o detalles muy
pequeños de los mismos.
Microscopio óptico
El tipo de microscopio
más utilizado es el microscopio
óptico, que se sirve de la luz visible para
crear una imagen aumentada
del objeto. El microscopio
óptico más simple es la lente convexa doble con una
distancia focal corta. Estas lentes pueden aumentar un objeto
hasta 15 veces. Por lo general se utilizan microscopios
compuestos, que disponen de varias lentes con las que se
consiguen aumentos mayores. Algunos microscopios ópticos
pueden aumentar un objeto por encima de las 2.000
veces.
El microscopio
compuesto consiste en dos sistemas de
lentes, el objetivo y el
ocular, montados en extremos opuestos de un tubo cerrado. El
objetivo
está compuesto de varias lentes que crean una imagen real
aumentada del objeto examinado. Las lentes de los microscopios
están dispuestas de forma que el objetivo se
encuentre en el punto focal del ocular. Cuando se mira a
través del ocular se ve una imagen virtual
aumentada de la imagen real. El
aumento total del microscopio depende de las longitudes focales
de los dos sistemas de
lentes.
El equipamiento adicional de un microscopio consta de un
armazón con un soporte que sostiene el material examinado
y de un mecanismo que permite acercar y alejar el tubo para
enfocar la muestra. Los
especímenes o muestras que se examinan con un microscopio
son transparentes y se observan con una luz que los
atraviesa, y se suelen colocar sobre un rectángulo fino de
vidrio. El
soporte tiene un orificio por el que pasa la luz. Bajo el
soporte se encuentra un espejo que refleja la luz para que
atraviese el espécimen. El microscopio puede contar con
una fuente de luz
eléctrica que dirige la luz a través de la muestra.
La fotomicrografía, que consiste en fotografiar
objetos a través de un microscopio, utiliza una
cámara montada por encima del ocular del microscopio. La
cámara suele carecer de objetivo, ya
que el microscopio actúa como tal. El término
microfotografía, utilizado a veces en lugar de
fotomicrografía, se refiere a una técnica de
duplicación y reducción de fotografías y
documentos a
un tamaño minúsculo para guardarlos en un archivo.
Los microscopios que se utilizan en entornos
científicos cuentan con varias mejoras que permiten un
estudio integral del espécimen. Dado que la imagen de la
muestra
está ampliada muchas veces e invertida, es difícil
moverla de forma manual. Por ello
los soportes de los microscopios científicos de alta
potencia
están montados en una plataforma que puede moverse con
tornillos micrométricos. Algunos microscopios cuentan con
soportes giratorios. Todos los microscopios de investigación cuentan con tres o más
objetivos
montados en un cabezal móvil que permite variar la
potencia de
aumento.
Microscopios ópticos especiales
Hay diversos microscopios ópticos para funciones
especiales. Uno de ellos es el microscopio estereoscópico,
que no es sino un par de microscopios de baja potencia
colocados de forma que convergen en el espécimen. Estos
instrumentos producen una imagen tridimensional.
El microscopio de luz ultravioleta utiliza el rango
ultravioleta del espectro luminoso en lugar del rango visible,
bien para aumentar la resolución con una longitud de onda
menor o para mejorar el detalle absorbiendo selectivamente
distintas longitudes de onda de la banda ultravioleta. Dado que
el vidrio no
transmite las longitudes de onda más cortas de la luz
ultravioleta, los elementos ópticos de estos microscopios
están hechos con cuarzo, fluorita o sistemas de
espejos aluminizados. Además, dado que la radiación
ultravioleta es invisible, la imagen se muestra con
fosforescencia (véase Luminiscencia), en fotografía
o con un escáner electrónico. El microscopio de luz
ultravioleta se utiliza en la investigación científica.
El microscopio petrográfico o de
polarización se utiliza para identificar y estimar
cuantitativamente los componentes minerales de las
rocas
ígneas y las rocas
metamórficas. Cuenta con un prisma de Nicol u otro tipo de
dispositivo para polarizar la luz que pasa a través del
espécimen examinado (véase Óptica:
Polarización de la luz). Otro prisma Nicol o
analizador determina la polarización de la luz que ha
pasado a través del espécimen. El microscopio tiene
un soporte giratorio que indica el cambio de
polarización acusado por el espécimen.
El microscopio en campo oscuro utiliza una luz muy
intensa en forma de un cono hueco concentrado sobre el
espécimen. El campo de visión del objetivo se
encuentra en la zona hueca del cono de luz y sólo recoge
la luz que se refleja en el objeto. Por ello las porciones claras
del espécimen aparecen como un fondo oscuro y los objetos
minúsculos que se están analizando aparecen como
una luz brillante sobre el fondo. Esta forma de
iluminación se utiliza para analizar elementos
biológicos transparentes y sin manchas, invisibles con
iluminación normal.
El microscopio de fase ilumina el espécimen con
un cono hueco de luz, como en el microscopio en campo oscuro. Sin
embargo en el microscopio de fase el cono de luz es más
estrecho y entra en el campo de visión del objetivo, que
contiene un dispositivo en forma de anillo que reduce la
intensidad de la luz y provoca un cambio de fase
de un cuarto de la longitud de onda. Este tipo de
iluminación provoca variaciones minúsculas en el
índice de refracción de un espécimen
transparente, haciéndolo visible. Este tipo de microscopio
es muy útil a la hora de examinar tejidos vivos,
por lo que se utiliza con frecuencia en biología y medicina.
Entre los microscopios avanzados se encuentran el
microscopio de campo cercano, con el que pueden verse detalles
algo menores a la longitud de onda de la luz. Se hace pasar un
haz de luz a través de un orificio diminuto y se proyecta
a través del espécimen a una distancia equivalente
a la mitad del diámetro del orificio, formando una imagen
completa.
Microscopio electrónico
La potencia
amplificadora de un microscopio óptico está
limitada por la longitud de onda de la luz visible. El
microscopio electrónico utiliza electrones para iluminar
un objeto. Dado que los electrones tienen una longitud de onda
mucho menor que la de la luz pueden mostrar estructuras
mucho más pequeñas. La longitud de onda más
corta de la luz visible es de alrededor de 4.000 ángstroms
(1 ángstrom es 0,0000000001 metros). La longitud de onda
de los electrones que se utilizan en los microscopios
electrónicos es de alrededor de 0,5
ángstroms.
Todos los microscopios electrónicos cuentan con
varios elementos básicos. Disponen de un
cañón de electrones que emite los electrones que
chocan contra el espécimen, creando una imagen aumentada.
Se utilizan lentes magnéticas para crear campos que
dirigen y enfocan el haz de electrones, ya que las lentes
convencionales utilizadas en los microscopios ópticos no
funcionan con los electrones. El sistema de
vacío es una parte relevante del microscopio
electrónico. Los electrones pueden ser desviados por las
moléculas del aire, de forma
que tiene que hacerse un vacío casi total en el interior
de un microscopio de estas características. Por último, todos
los microscopios electrónicos cuentan con un sistema que
registra o muestra la imagen
que producen los electrones.
Hay dos tipos básicos de microscopios
electrónicos: el microscopio electrónico de
transmisión (Transmission Electron Microscope, TEM) y el
microscopio electrónico de barrido (Scanning Electron
Microscope, SEM). Un TEM dirige el haz de electrones hacia el
objeto que se desea aumentar. Una parte de los electrones rebotan
o son absorbidos por el objeto y otros lo atraviesan formando una
imagen aumentada del espécimen. Para utilizar un TEM debe
cortarse la muestra en capas finas, no mayores de un par de miles
de ángstroms. Se coloca una placa fotográfica o una
pantalla fluorescente detrás del objeto para registrar la
imagen aumentada. Los microscopios electrónicos de
transmisión pueden aumentar un objeto hasta un
millón de veces.
Un microscopio electrónico de barrido crea una
imagen ampliada de la superficie de un objeto. No es necesario
cortar el objeto en capas para observarlo con un SEM, sino que
puede colocarse en el microscopio con muy pocos preparativos. El
SEM explora la superficie de la imagen punto por punto, al
contrario que el TEM, que examina una gran parte de la muestra
cada vez. Su funcionamiento se basa en recorrer la muestra con un
haz muy concentrado de electrones, de forma parecida al barrido
de un haz de electrones por la pantalla de una televisión. Los electrones del haz pueden
dispersarse de la muestra o provocar la aparición de
electrones secundarios. Los electrones perdidos y los secundarios
son recogidos y contados por un dispositivo electrónico
situado a los lados del espécimen. Cada punto leído
de la muestra corresponde a un píxel en un monitor de
televisión. Cuanto mayor sea el
número de electrones contados por el dispositivo, mayor
será el brillo del píxel en la pantalla. A medida
que el haz de electrones barre la muestra, se presenta toda la
imagen de la misma en el monitor. Los
microscopios electrónicos de barrido pueden ampliar los
objetos 100.000 veces o más. Este tipo de microscopio es
muy útil porque, al contrario que los TEM o los
microscopios ópticos, produce imágenes
tridimensionales realistas de la superficie del
objeto.
Se han desarrollado otros tipos de microscopios
electrónicos. Un microscopio electrónico de barrido
y transmisión (Scanning Trasnmission Electron Microscope,
STEM) combina los elementos de un SEM y un TEM, y puede mostrar
los átomos individuales de un objeto. El microanalizador
de sonda de electrones, un microscopio electrónico que
cuenta con un analizador de espectro de rayos X, puede
analizar los rayos X de alta
energía que produce el objeto al ser bombardeado con
electrones. Dado que la identidad de
los diferentes átomos y moléculas de un material se
puede conocer utilizando sus emisiones de rayos X, los
analizadores de sonda de electrones no sólo proporcionan
una imagen ampliada de la muestra, como hace un microscopio
electrónico, sino que suministra también información sobre la composición
química
del material.
Microscopio de sonda de barrido
En los microscopios de sonda de barrido se utiliza una
sonda que recorre la superficie de una muestra, proporcionando
una imagen tridimensional de la red de átomos o
moléculas que la componen. La sonda es una afilada punta
de metal que puede tener un grosor de un solo átomo en
su extremo. Un tipo importante de microscopio de sonda de barrido
es el microscopio de túnel de barrido (siglas en inglés
de Scanning Tunelling Microscope, STM) desarrollado en 1981. Este
microscopio utiliza un fenómeno de la física
cuántica, denominado efecto túnel, para
proporcionar imágenes
detalladas de sustancias conductoras de electricidad. La
sonda se coloca a una distancia de pocos ángstroms de la
superficie del material y se aplica un voltaje pequeño
entre la superficie y la sonda. A causa de la poca distancia
entre el material y la sonda algunos electrones se escapan a
través del hueco, generando una corriente. La magnitud de
la corriente del efecto túnel depende de la distancia
entre la superficie y la sonda. El flujo de corriente es mayor
cuando la sonda se acerca al material y disminuye cuando se
aleja. A medida que el mecanismo de barrido mueve la sonda por
encima de la superficie, se ajusta de modo automático la
altura de la sonda para mantener constante la corriente del
efecto túnel. Estos ajustes minúsculos permiten
dibujar las ondulaciones de la superficie. Después de
muchas pasadas hacia adelante y hacia atrás se utiliza una
computadora
para crear una representación tridimensional del
material.
Otro tipo de microscopio de sonda de barrido es el
microscopio de fuerza
atómica (Atomic Force Microscope, AFM), que no emplea la
corriente de efecto túnel y que por lo tanto puede
utilizarse también en materiales no
conductores. A medida que la sonda se mueve a lo largo de la
superficie de la muestra los electrones de la sonda de metal son
repelidos por las nubes electrónicas de los átomos
de la misma. La altura de la sonda se ajusta de modo
automático para mantener constante la fuerza
recibida. Un sensor registra el movimiento
ascendente y descendente de la sonda y entrega la información a una computadora,
que a su vez la utiliza para dibujar una imagen tridimensional de
la superficie del espécimen.
Ocular (Ocular):
Qué el utilizador mira a través para
examinar el espécimen. La potencia del
ocular multiplicada por la potencia objetiva iguala la
ampliación total (es decir 10X objetivo 10X del
ocular X = 100X. El espécimen se ha agrandado 100
veces).
CUERPO:
El microscopio puede venir como un monocular, (un ocular
y tubo), o binocular, (dos oculares y tubos). Si es un binocular
generalmente solamente un tubo del ocular será ajustable
mientras que el otro es fijo.
OBJETIVOS:
El objetivo es la lente más importante del
microscopio para producir una imagen clara de la alta
resolución. El objetivo tiene varias funciones
importantes. Debe recolectar la luz que viene de cada uno de las
varias partes o puntas del espécimen. Debe tener la
capacidad de reconstituir la luz que viene de las varias puntas
del espécimen en las varias puntas correspondientes de la
imagen. El objetivo se debe construir de modo que sea enfocado
cerca bastante al espécimen para proyectar una imagen
magnificada, verdadera para arriba en el tubo del
cuerpo.
ETAPA MECÁNICA:
Un dispositivo para llevar a cabo diapositivas con
seguridad con las
perillas con estrías separadas para mover la diapositiva
desde frente a la parte posteriora (norte y al sur) o de lado a
lado (este y al oeste). Estas perillas pueden estar en los ejes
separados o en un eje coaxial. Pueden enderezar o
zurdo.
CONDENSADOR DEL SUB-STAGE:
Se cabe debajo entre de la etapa del microscopio, la
lámpara que ilumina y el espécimen. La abertura del
condensador y el enfocarse apropiado del condensador son de
importancia crítica en realizar la capacidad máxima
de la lente objetiva en uso. Asimismo, el uso apropiado del
diafragma ajustable del diafragma de la abertura (incorporado en
el condensador) es también importante para asegurar la
iluminación apropiada y contraste. La apertura y el cierre
del diafragma del diafragma controla el ángulo de los
rayos de la iluminación que pasan a través del
condensador, a través del espécimen y entonces en
la lente objetiva.
CONTROLES DEL FOCO DE FINE/COARSE:
En ambas caras del soporte del microscopio hay dos
conjuntos de
perillas del ajuste. La perilla del ajuste aproximado para
movimientos que se enfocan incrementales más grandes y la
perilla del ajuste fino para movimientos que se enfocan
incrementales más pequeños. Las perillas del ajuste
sirven para traer el objetivo y el espécimen más
cercano juntas o para engendrar aparte. En la mayoría de
los microscopios las perillas del ajuste levantan o bajan la
etapa; en algunos microscopios las perillas levantan o bajan el
tubo el microscopio o el pedazo de la nariz.
Iluminador (Estándar):
Esta parte proporciona a la iluminación requerida
para realizar cualquier función con el microscopio. Es
básicamente una fuente de alimentación electrónica que proporciona a electricidad a la
fuente de la lámpara. Esta fuente de la lámpara
podía ser una lámpara estándar del tungsteno
o lámpara del halógeno. **time-out** ventaja
halógeno tipo lámpara ser más luz para
publicar salida vatiaje y en bajo nivel iluminación luz no
tender para dar vuelta amarillo a medida que estándar
tungsteno lámpara hacer.
Cubierta Del Iluminador (Estándar):
Aquí es adonde el elemento electrónico
asociado al iluminador se pone. Algunos microscopios más
viejos tienen transformadores
separados del control y el
único interior de la cubierta es la lámpara,
ensamblaje del socket, condensador del campo y el diafragma del
diafragma del campo.
DIAFRAGMA DEL CAMPO CONDENSER/IRIS:
Esta pieza del microscopio contiene la lente de
condensador de la lámpara y el diafragma del diafragma del
campo. Este diafragma controla el área del círculo
de la luz que ilumina el espécimen.
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