El microscopio compuesto es un instrumento óptico que se emplea para aumentar
Indice
1.
Introducción
2. El Microscopio
3. La parte mecánica del
Microscopio
4. Sistema
Óptico
5. Sistema de
Iluminación
6. Campo del
Microscopio
7. El Microscopio
Electrónico
8. Mantenimiento del
Microscopio
9. Conclusiones
10. Bibliografía
En su afán de llegan siempre más lejos en
la investigación de la naturaleza de lo
que los límites de
sus órganos sensoriales le imponen, el hombre ha
construido múltiples instrumentos que le han permitido
acceder allí donde los sentidos no
podían penetrar.
Así como el telescopio abrió a la humanidad las
puertas de lo infinitamente grande, el microscopio hizo
posible conocer los mundos de dimensiones ínfimas, entre
ellos la célula,
base de la vida. Se contaban así las bases de las modernas
ciencias
biológicas que hasta bien entrada la edad moderna
se habían fundado en las observaciones directas.
Los microscopios son aparatos que, en virtud de las leyes de
formación de imágenes
ópticas aumentadas a través de lentes convergentes,
permiten la observación de pequeños detalles de
una muestra dada que
a simple vista no se percibirían.
El microscopio compuesto es un instrumento óptico
que se emplea para aumentar o ampliar las imágenes de
objetos y organismos no visibles a simple vista. El microscopio
óptico común está conformado por tres
sistemas:
- El sistema
mecánico está constituido por una sene de piezas
en las que van instaladas las lentes que permiten el movimiento
para el enfoque. - El sistema óptico comprende un conjunto de
lentes dispuestas de tal manera que produce el aumento de las
imágenes que se observan a través de
ellas - El sistema de iluminación comprende las partes del
microscopio que reflejan, transmiten y regulan la cantidad de
luz necesaria
para efectuar la observación a través del
microscopio.
En los siguientes puntos describiremos cada uno de los
sistemas nombrados, a fin de tener un conocimiento
completo del microscopio.
3. La parte mecánica del Microscopio
La parte mecánica del microscopio comprende: el
pie, el tubo, el revólver, el asa, la platina, el carro,
el tornillo macrométrico y el tornillo
micrométrico. Estos elementos sostienen la parte óptica
y de iluminación, además permite los
desplazamientos necesarios para el enfoque del objeto.
- El pie. Constituye la base sobre la que se apoya el
microscopio y tiene por lo general forma de Y o bien es
rectangular - El tubo. Tiene forma cilíndrica y está
ennegrecido internamente para evitar las molestias que
ocasionan los reflejos de la luz. En su extremidad superior se
colocan los oculares. - El revólver. Es una pieza giratoria provista
de orificios en los cuales se enroscan los objetivos.
Al girar el revólver, los objetivos pasan por el eje del
tubo y se colocan en posición de trabajo, la cual se
nota por el ruido de un
piñón que lo fija. - La columna, llamada también asa o brazo, es
una pieza colocada en la parte posterior del aparato. Sostiene
el tubo en su porción superior y por el extremo inferior
se adapta al pie. - La platina. Es una pieza metálica plana en la
que se coloca la preparación u objeto que se va a
observar. Presenta un orificio en el eje óptico del tubo
que permite el paso de los rayos luminosos a la
preparación. La platina puede ser fija, en cuyo caso
permanece inmóvil; en otros casos puede ser giratoria,
es decir, mediante tornillos laterales puede centrarse o
producir movimientos circulares. - Carro. Es un dispositivo colocado sobre la platina
que permite deslizar la preparación con movimiento
ortogonal de adelante hacia atrás y de derecha a
izquierda. - El tornillo macrométrico. Girando este
tornillo, asciende o desciende el tubo del microscopio,
deslizándose en sentido vertical gracias a una
cremallera. Estos movimientos largos permiten el enfoque
rápido de la preparación. - El tornillo micrométrico. Mediante el
movimiento casi imperceptible que produce al deslizar el tubo o
la platina, se logra el enfoque exacto y nitido de la
preparación. Lleva acoplado un tambor graduado en
divisiones de 0,001 mm que se utiliza para precisar sus
movimientos y puede medir el espesor de los
objetos.
El sistema óptico es el encargado de reproducir y
aumentar las imágenes mediante el conjunto de lentes que
lo componen. Está formado por los oculares y los
objetivos.
- Los oculares. Los oculares están
constituidos generalmente por dos lentes, dispuestas sobre un
tubo corto. Los oculares generalmente más utilizados
son los de: 8X, 1OX, 12.5X, 15X. La X se utiliza para
expresar en forma abreviada los aumentos. - Los objetivos. Los objetivos producen aumento de
las imágenes de los objetos y organismos y, por tanto,
se hallan cerca de la preparación que se examina. Los
objetivos utilizados corrientemente son de dos tipos:
objetivos secos y objetivos de inmersión. - Los objetivos secos se utilizan sin necesidad
de colocar sustancia alguna entre ellos y la
preparación. En la cara externa llevan una serie
de índices que indican el aumento que producen, la
abertura numérica y otros datos.
Asi por ejemplo, si un objetivo tiene estos datos: plan
40/0,65 y 160/0,17, significa que el objetivo es
planacromático, su aumento 40 y su abertura
numérica 0,65, calculada para una longitud de tubo
de 160 mm. El número de objetivos varía con
el tipo de microscopio y el uso a que se destina. Los
aumentos de los objetivos secos más frecuentemente
utilizados son: 6X, 1OX, 20X, 45X y 60X. - El objetivo de inmersión está
compuesto por un complicado sistema de lentes. Para
observar a través de este objetivo es necesario
colocar una gota de aceite de cedro entre el objetivo y
la preparación, de manera que la lente frontal
entre en contacto con el aceite de cedro. Generalmente,
estos objetivos son de 1 OOX y se distingue por uno o dos
círculos o anillos de color
negro que rodea su extremo inferior.
- Los objetivos secos se utilizan sin necesidad
Los objetivos se disponen en una pieza giratoria
denominada revólver.
Este sistema tiene como finalidad dirigir la luz natural
o artificial de tal manera que ilumine la preparación u
objeto que se va a observar en el microscopio. Comprende los
siguientes elementos:
- El espejo. Tiene dos caras: una cóncava y
otra plana. Goza de movimientos en todas las direcciones. La
cara cóncava se emplea de preferencia con
iluminación artificial, y la plana, para
iluminación natural (luz solar). Modernamente se
prescinde del espejo en la fabricación de
microscopios, ya que éstos traen incorporada una
lámpara colocada en el eje del
microscopio. - Condensador. El condensador está formado por
un sistema de lentes, cuya finalidad es concentrar los rayos
luminosos sobre el plano de la preparación. El
condensador se halla debajo de la platina. El condensador
puede deslizarse sobre un sistema de cremallera mediante un
tornillo que determina su movimiento ascendente o
descendente. - Diafragma. Generalmente, el condensador está
provisto de un diafragma-iris, que regula su abertura y
controla la calidad de
luz que debe pasar a través del
condensador.
Trayectoria del Rayo de Luz a través del
Microscopio
El haz luminoso procedente de la lámpara pasa directamente
a través del diafragma al condensador. Gracias al sistema
de lentes que posee el condensador, la luz es concentrada sobre
la preparación a observar. El haz de luz penetra en el
objetivo y sigue por el tubo hasta llegar el ocular, donde es
captado por el ojo del observador.
Propiedades del Microscopio
- Poder separador. También llamado a veces
poder de
resolución, es una cualidad del microscopio, y se define
como la distancia mínima entre dos puntos
próximos que pueden verse separados. El ojo normal no
puede ver separados dos puntos cuando su distancia es menor a
una décima de milímetro.
En el microscopio óptico, el poder separador
máximo conseguido es de 0,2 décimas de micra, y
en el microscopio electrónico, el poder separador llega
hasta 10 ángstrom.
- Poder de definición. Se refiere a la nitidez
de las imágenes obtenidas, sobre todo respecto a sus
contornos. Esta propiedad
depende de la calidad y de la corrección de las
aberraciones de las lentes utilizadas. - Aumento del microscopio. En términos generales
se define como la relación entre el diámetro
aparente de la imagen y el
diámetro o longitud del objeto, o sea:
Aumento (A) = ————
objeto
Esto quiere decir que si el microscopio aumenta 100
diámetros un objeto, la imagen que estamos viendo es 100
veces mayor que el tamaño real del objeto. Para calcular
el aumento de un microscopio, basta multiplicar el aumento del
ocular por el aumento del objetivo. Por ejemplo, si estamos
utilizando un ocular de 10X y un objetivo de 45X, el aumento a
que estamos viendo la preparación será: 1OX x 45X =
450X, lo cual quiere decir que la imagen del objeto está
ampliada 450 veces.
Se denomina "campo del microscopio" al círculo
visible que se observa a través del microscopio.
También podemos definirlo como la porción del plano
visible observado a través del microscopio.
Si el aumento es mayor, el campo disminuye, lo cual quiere decir
que el campo es inversamente proporcional al aumento del
microscopio. Para medir el diámetro del campo del
microscopio con cualquiera de los objetivos se utiliza el
micrómetro, al que se hará referencia en el
siguiente punto.
Tipos de Microscopios
Existen diversas clases de microscopios, según la
naturaleza de los sistemas de luz, y otros accesorios utilizados
para obtener las imágenes.
- El microscopio compuesto u óptico utiliza
lentes para ampliar las imágenes de los objetos
observados. El aumento obtenido con estos microscopios es
reducido, debido a la longitud de onda de la luz visible que
impone limitaciones. El microscopio óptico puede ser
monocular, y consta de un solo tubo. La observación en
estos casos se hace con un solo ojo. Es binocular cuando posee
dos tubos. La observación se hace con los dos ojos. Esto
presenta ventajas tales como mejor percepción de la imagen, más
cómoda la
observación y se perciben con mayor nitidez los
detalles. - Microscopio estereoscópico. El microscopio
estereoscópico hace posible la visión
tridimensional de los objetos. Consta de dos tubos oculares y
dos objetivos pares para cada aumento. Este microscopio ofrece
ventajas para observaciones que requieren pequeños
aumentos. El óptimo de visión
estereoscópica se encuentra entre 2 y 40X o aumento
total del microscopio. - Microscopio de campo oscuro. Este microscopio
está provisto de un condensador paraboloide, que hace
que los rayos luminosos no penetren directamente en el
objetivo, sino que iluminan oblicuamente la preparación.
Los objetos aparecen como puntos luminosos sobre un fondo
oscuro. - Microscopio de fluorescencia. La fluorescencia es la
propiedad que tienen algunas sustancias de emitir luz propia
cuando inciden sobre ellas radiaciones energéticas. El
tratamiento del material biológico con flurocromos
facilita la observación al microscopio. - Microscopio de contraste de fases. Se basa en las
modificaciones de la trayectoria de los rayos de luz, los
cuales producen contrastes notables en la
preparación.
Invención del Microscopio Electrónico
En 1932, Bruche y Johnsson construyen el primer microscopio
electrónico a base de lentes electrostáticas. Ese
mismo año Knoll y Ruska dan a conocer los primeros
resultados obtenidos con un microscopio electrónico
Siemens, construido con lentes magnéticas. Así nace
el microscopio electrónico. Para 1936 ya se ha
perfeccionado y se fabrican microscopios electrónicos que
superan en resolución al microscopio óptico.
Estos logros no sólo representan un avance en el campo de
la electrónica, sino también en el
campo de la Biología, pues son
muchas las estructuras
biológicas que se han descubierto y que revelan detalles
inusitados, al observarlas al microscopio
electrónico.
El microscopio electrónico utiliza un flujo de
electrones en lugar de luz. Consta fundamentalmente de un tubo de
rayos catódicos, en el cual debe mantenerse el
vació. El cátodo está constituido por un
filamento de tungsteno, que al calentarse eléctricamente
emite los electrones, los cuales son atraídos hacia el
ánodo por una diferencia de potencial de 50.000 a 100.000
voltios. La lente del condensador enfoca este haz y lo dirige
hacia el objeto que se observa, cuya preparación exige
técnicas especiales. Los electrones chocan
contra la preparación, sobre la cual se desvían de
manera desigual.
Con el objetivo se enfoca la imagen, que es ampliada por la lente
de proyección. Para variar los aumentos en el microscopio
electrónico basta variar la distancia focal de la lente
proyectora.
Como los electrones no impresionan la retina del ojo humano, debe
recogerse la imagen del microscopio electrónico en una
pantalla fluorescente, la cual posee una superficie impregnada
con fósforo o sulfuro de cinc. La imagen obtenida en esta
pantalla puede fotografiarse.
Se acostumbra utilizar el término microfotografias para
las fotografías tomadas a través del microscopio
óptico y micrografía o electromicrografia para las
que se toman en el microscopio electrónico.
Los aumentos máximos conseguidos en el microscopio
electrónico son del orden de 2.000.000 (¡dos
millones de aumento!) mediante el acoplamiento al microscopio
electrónico de un amplificador de imagen y una
cámara de televisión. En resumen, el microscopio
electrónico consta esencialmente de:
- Un filamento de tungsteno (cátodo) que emite
electrones. - Condensador o lente electromagnética, que
concentra el haz de electrones. - Objetivo o lente electromagnética, que
amplía el cono de proyección del haz de
luz. - Ocular o lente electromagnética, que aumenta
la imagen. - Proyector o lente proyectora. que amplía la
imagen. - cPantalla fluorescente, que recoge la imagen para
hacerla visible al ojo humano.
Tipos de Microscopios Electrónicos
Existen varios tipos de microscopios electrónicos, que
cada día se perfeccionan más.
- El microscopio electrónico de
transmisión que utiliza un haz de electrones acelerados
por un alto voltaje (cien mil voltios). Este haz ilumina una
sección muy fina de la muestra, sean tejidos,
células
u otro material. - El microscopio electrónico de barrido se
utiliza para el estudio de la morfología y la topografía de los elementos. Estos
instrumentos utilizan voltajes cercanos a los 20.000 voltios.
Las lentes magnéticas utilizan un haz muy fino de
electrones para penetrar repetidamente la muestra, y se produce
una imagen ampliada de la superficie observada en la pantalla
de un monitor. - El microscopio electrónico mixto tiene
propiedades comunes con el de transmisión y con el de
barrido y resulta muy útil para ciertas investigaciones. Hay otros microscopios
analíticos que detectan señales características de los elementos que
constituyen la muestra.
Con estos poderosos instrumentos, que utilizan el flujo
de electrones y las radiaciones electromagnéticas
así como la aplicación de técnicas
histoquímicas y bioquímicas, además del
empleo de
marcadores radiactivos, se han logrado grandes avances en la
biología celular.
Medición a través del Microscopio
Muchas veces interesa al observador conocer el tamaño real
de los objetos o microorganismos que está observando a
través del microscopio. Para estas mediciones pueden
utilizarse varios métodos.
- Método de los micrómetros. Se utiliza
para esto un micrómetro de platina o de objetivo, que
consiste en un portaobjetos en cuyo centro se halla una
escala
graduada (de 2 mm de longitud), con separaciones, entre cada
división, de una centésima de
milímetro.
Además se utiliza un micrómetro ocular que
lleva una escala graduada en décimas de milímetros.
Se coloca el micrómetro objetivo sobre la platina y se
enfoca el microscopio hasta que las líneas de la escala
graduada aparezcan nítidas. Luego se hace superponer la
escala del ocular y se toma como referencia las primeras
divisiones en que una línea del micrómetro objetivo
y una línea del micrómetro ocular coincidan o se
superpongan exactamente.
Luego, por simple regla de tres, se calcula el valor en
mieras de cada división ocular. Veamos un ejemplo. Si 9
divisiones del micrómetro objetivo (0,09mm) equivalen a 30
divisiones del micrómetro ocular, cada división del
ocular equivaldrá a:
0,09 = 0,003 mm = 3 micras
30
Quiere decir que para el objetivo cali-brado y el ocular
utilizado, cada división del micrómetro ocular
equivale a 3 micras. Una vez obtenido este dato para cada
objetivo en la forma que hemos expuesto, teniendo el microscopio
ocular podrían hacerse todas las mediciones que se deseen.
Para medir, por ejemplo, un Paramecium de una preparación,
procedemos así: haremos coincidir los extremos del
microorganismo con las divisiones del micrómetro ocular.
Si la longitud del organismo es de 75 divisiones del
micrómetro ocular, y cada división equivale a 3
mieras, la longitud del Paramecium será 75×3= 225 mieras.
También se pueden efectuar mediciones en el microscopio
con cámara clara y utilizando una regla. En realidad,
estas medidas no son tan exactas como cuando se utilizan
micrómetros por errores que se introducen superponiendo
imágenes.
8. Mantenimiento
del Microscopio
- El microscopio debe estar protegido del polvo,
humedad y otros agentes que pudieran dañarlo. Mientras
no esté en uso debe guardarse en un estuche o gabinete,
o bien cubrirlo con una bolsa plástica o campana de
vidrio. - Las partes mecánicas deben limpiarse con un
paño suave; en algunos casos, éste se puede
humedecer con xilol para disolver ciertas manchas de grasa,
aceite de cedro, parafina, etc. Que hayan caído sobre
las citadas partes. - La limpieza de las partes ópticas requiere
precauciones especiales. Para ello debe emplearse papel
"limpiante" que expiden las casas distribuidoras de material de
laboratorio.
Nunca deben tocarse las lentes del ocular, objetivo y
condensador con los dedos; las huellas digitales perjudican la
visibilidad, y cuando se secan resulta trabajoso
eliminarlas.
Para una buena limpieza de las lentes puede humedecerse
el papel "limpiante" con éter y luego pasarlo por la
superficie cuantas veces sea necesario. El aceite de cedro que
queda sobre la lente frontal del objetivo de inmersión
debe quitarse inmediatamente después de finalizada la
observación. Para ello se puede pasar el papel
"limpialentes" impregnado con una gota de xilol.
Para guardarlo se acostumbra colocar el objetivo de menor aumento
sobre la platina y bajado hasta el tope; el condensador debe
estar en su posición más baja, para evitar que
tropiece con alguno de los objetivos. Guárdese en lugares
secos, para evitar que la humedad favorezca la formación
de hongos. Ciertos
ácidos
y otras sustancias químicas que producen emanaciones
fuertes, deben mantenerse alejados del microscopio.
El Microscopio es: 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.
El microscopio simple o lente de aumento es el más
sencillo de todos y consiste en realidad en una lupa que agranda
la imagen del objeto observado. Las evidentes limitaciones de
este sistema, conocido desde la antigüedad, y el desarrollo de
la óptica y de la construcción de lentes hizo que surgieran
en el siglo XVII los microscopios compuestos, diestramente
utilizados por el holandés Antonie van Leewenhock en el
estudio de la microfauna de los estanques y charlas. Estas
observaciones, unidas a las de Robert Hooke, establecieron la
microscopia como poderosa herramienta científica.
Dos lentes convexas bastan para construir un microscopio. Cada
lente hace converger los rayos luminosos que la atraviesan. Una
de ellas, llamada objetivo, se sitúa cerca del objeto que
se quiere estudiar. El objetivo forma una imagen real aumentada e
invertida. Se dice que la imagen es real porque los rayos
luminosos pasan realmente por el lugar de la imagen. La imagen es
observada por la segunda lente, llamada ocular, que actúa
sencillamente como una lupa. El ocular está situado de
modo que no forma una segunda imagen real, sino que hace diverger
los rayos luminosos, que al entrar en el ojo del observador
parecen proceder de una gran imagen invertida situada más
allá del objetivo. Como los rayos luminosos no pasan
realmente por ese lugar, se dice que la imagen es
virtual.
- Enciclopedia Encarta 2000. Microsoft
Corporation - Enciclopedia Hispánica Millennium. (2000).
Volumen 10.
Caracas. - Mazparrote, Serafín. (2000). Biología.
9no. Grado. Editorial Biosfera.
Caracas. - Mundo Científico Nº 27-50. Editorial
Fontalba. Barcelona.
Microscopio Compuesto
Microscopio Electrónico De Barrido
El microscopio electrónico de barrido está situado
a la izquierda del operador, y las imágenes computerizadas
de la muestra se ven en la pantalla de la derecha. Aunque un
microscopio electrónico de transmisión puede
resolver objetos más pequeños que uno de barrido,
este último genera imágenes más
útiles para conocer la estructura
tridimensional de objetos minúsculos.
Microscopio quirúrgico
El empleo de microscopios quirúrgicos ha permitido que los
cirujanos lleven a cabo intervenciones que parecían
imposibles, como la reimplantación de un miembro y la
cirugía de los ojos y oídos. Estos microscopios son
en especial útiles cuando es necesario realinear para unir
o reparar fibras nerviosas y vasos sanguíneos
individuales.
Autor:
Guerrero, Mariazabeth
Álvarez, Mirenys
Parra, Yessica
Elizabeth Barboza