¿Cómo funciona el microscopio?

¿Cómo funciona el microscopio?

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Los microscopios han ayudado enormemente a que la investigación biomédica avance

Desde su invención a finales del año 1.500, los microscopios han mejorado nuestro conocimiento sobre la biología básica, la investigación biomédica, los diagnósticos y diferentes materiales de la ciencia. Los microscopios de luz pueden aumentar los objetos hasta 1.000 veces, revelando detalles microscópicos. La tecnología del microscopio de luz ha evolucionado desde los primeros microscopios creados por Robert Hooke y Antoni van Leeuwenhoek.

 

Las técnicas especiales y ópticas han ido evolucionando para revelar las estructuras y la bioquímica de las células vivas. Los microscopios también han entrado en la era digital, utilizando dispositivos de carga acoplada y cámaras digitales para capturar imágenes. Sin embargo, los principios básicos de estos microscopios avanzados son muy parecidos a los que se pueden aprender en la primera clase de un estudiante de biología.

 

A continuación, entraremos en el mundo de los microscopios más avanzados, los de luz, y examinaremos las diferentes tecnologías que les permiten exponer todo aquello que es indetectable al ojo humano.

 

Las bases, ¿cómo funciona?

El microscopio focaliza su atencion en un punto muy cercano mientras que el telescopio hace lo contrario
El microscopio focaliza su atencion en un punto muy cercano mientras que el telescopio hace lo contrario

 

Un microscopio funciona de forma muy parecida a la refracción de un telescopio, pero con algunas diferencias.

 

Un telescopio debe reunir grandes cantidades de luz de un objeto distante y tenue; por eso, necesita de grandes objetivos para reunir tanta luz como sea posible y traerla hacia el foco. Debido a que el objetivo es grande, aporta una imagen nítida del objeto distante, por esto los telescopios son mucho más grandes que los microscopios. El ocular del telescopio magnifica esa imagen y se la aporta a tu ojo.

 

En contraste con el telescopio, un microscopio debe recoger la luz de una pequeña área de una fina muestra, de esta forma se iluminará bien al espécimen. Por lo que el microscopio no necesita objetivos grandes. En lugar de eso, el objetivo del microscopio es pequeño y esférico, lo que significa que tiene una longitud focal más corta, a cada lado. Esto aporta la imagen del objeto que se encuentra en el foco a un distancia corta dentro del tubo del microscopio. La imagen se magnifica por una segunda lente, llamada lente ocular u ocular, cuando se pone en tu ojo.

 

El telescopio tiene un objetivo mucho mas grande que el del microscopio
El telescopio tiene un objetivo mucho mas grande que el del microscopio

 

La otra diferencia principal entre el telescopio y el microscopio es que un microscopio tiene una fuente de luz y un condensador. El condensador tiene un sistema de lentes que focaliza la luz de la fuente hacia el pequeño punto del espécimen, la misma área que el objetivo examina.

 

A diferencia del telescopio, que tiene unos objetivos fijados y oculares intercambiables, los microscopios tienen objetivos intercambiables y oculares fijos. Cambiando las lentes del objetivo un microscopio puede aportarnos a la vista áreas cada vez más pequeñas – la captación de luz no es la tarea principal del objetivo de un microscopio, es del telescopio.

 

Partes de un microscopio

Cualquier microscopio, sea el de un estudiante o uno complejo de laboratorio, está formado por los siguientes sistemas básicos:

  • Control de muestra – sostiene y manipula la platina. La platina es el lugar donde la muestra descansa, se utiliza para mantener la muestra sujeta (porque al estar viendo una imagen amplificada, hasta los movimientos más pequeños del espécimen pueden mover las partes de la imagen fuera del campo de visión.)
  • Micromanipulador – dispositivo que te permite mover al espécimen de manera controlada, pequeños incrementos a lo largo de los ejes X e Y (útiles para escanear una diapositiva)
  • Iluminación – arrojar luz en el espécimen (el más simple sistema de iluminación es un espejo que refleja la luz de la sala a través de la muestra.) La lámpara produce la luz, el reóstato altera la energía aplicada a la lámpara para controlar la intensidad de la luz producida. El condensador es el sistema de lentes que alinea y focaliza la luz de la lámpara en la muestra. Los diafragmas o las aberturas estenopeicas se encuentran situados en la trayectoria de luz para alterar la cantidad que llega al condensador (para mejorar el contraste de la imagen).
  • Lentes – forman la lente del objetivo de imagen. El objetivo reúne la luz de la muestra. El ocular transmite y magnifica la imagen de la lente del objetivo hasta tu ojo mientras que el tubo sujeta el ocular a una distancia apropiada del objetivo y bloquea la luz errante.
  • El foco – posiciona el objetivo a la distancia adecuada de la muestra.
  • El brazo de soporte y alineamiento – una porción curvada que sujeta todas las partes ópticas a una distancia fijada y las alinea. La base soporta el peso de todas las partes del microscopio mientras que el tubo conecta el brazo del microscopio por medio de un engranaje de cremallera y pión.

 

Descripcion de las diferentes partes que componen un microscopio vertical estandar
Descripcion de las diferentes partes que componen un microscopio vertical estandar

 

Este sistema te permite focalizar la imagen cuando cambias las lentes u observas y, mover las lentes hacia fuera de la plataforma cuando cambias las muestras.

 

Debes saber también que los microscopios tienen dos configuraciones básicas: la vertical y la invertida. El microscopio vertical tiene el sistema de iluminación debajo de la plataforma y el sistema de lentes encima; mientras que el microscopio invertido tiene el sistema de iluminación encima de la plataforma y el sistema de lentes debajo. Los microscopios invertidos son mejores para ver muestras delgadas y pequeñas, así como células de cultivo, debido a que sus lentes pueden estar más cerca de la parte inferior del plato, donde crecen las células.

 

Tipos de microscopia

Un problema mayor que observar especímenes bajo un microscopio es que sus imágenes no tengan demasiado contraste. Esto suele suceden en organismos vivos (como células), aunque los pigmentos naturales, como el verde en las plantas, puede proporcionar un buen contraste. Una forma de mejorar el contraste es tratar el espécimen con pigmentos de colores o colorantes que se unen a estructuras determinadas de la muestra. Han sido desarrollados diferentes tipos de microscopia para mejorar el contraste en los especímenes.

 

Las especializaciones se centran principalmente en los sistemas de iluminación y en los tipos de luz que pasan a través de la muestra. Por ejemplo, un microscopio de campo oscuro utiliza un condensador especial para bloquear la mayor parte de la luz brillante e iluminar al espécimen con la luz oblicua, algo parecido a cómo la luna bloquea la luz procedente del sol en un eclipse solar. Esta configuración óptica proporciona un fondo totalmente negro y mejora el contraste de la imagen proporcionando detalles más finos – áreas brillantes en los límites dentro de la muestra.

 

Imagen al microscopio de celulas vegetales
Imagen al microscopio de celulas vegetales

 

Varios tipos de técnicas de microscopia de luz:

  • Campo claro – Esta es la configuración básica del microscopio. Esta técnica tiene contrastes muy pequeños.
  • Campo oscuro – Esta configuración mejora el contraste.
  • Iluminación Rheinberg – Esta configuración es parecida a la de campo oscuro, pero utiliza una serie de filtros que produce un “tinción óptica” de la muestra.

 

Los microscopios pueden revelar las estructuras de las células y tejidos vivos, así como de materiales como rocas y semiconductores. Pueden tener un diseño simple o complejo, y algunos pueden hacer más de un tipo de microscopía, cada uno revele información ligeramente diferente. El microscopio ha ayudado mucho al avance del conocimiento biomédico y continúa siendo una herramienta poderosa para los científicos.

 

Fuente:

http://www.explainthatstuff.com/microscopes.html

http://www.microscopemaster.com/how-does-a-microscope-work.html

 

Resumen
Los microscopios de luz pueden aumentar los objetos hasta 1.000 veces, revelando detalles microscópicos. Los primeros microscopios fueron creados por Robert Hooke y Antoni van Leeuwenhoek.

Un microscopio funciona de forma muy parecida a la refracción de un telescopio, pero con algunas diferencias. Un microscopio debe recoger la luz de una pequeña área de una fina muestra por eso su objetivo es pequeño y esférico. Permite que la imagen se agrande cuando ves a través de él gracias a unas segunda lente llamada lente ocular u ocular.

Hay varios tipos de microscopia, que nos permiten diferenciar los contrastes de la muestra examinada. Estos son:

  • Campo claro, caracterizada por contrastes muy pequeños
  • Campo oscuro, mejora el contraste
  • Iluminación de Rheinberg, produce una tinción óptica de la muestra

 

 

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