Le microscope optique est un outil essentiel du bactériologiste. Les bactéries sont tout simplement trop petites pour être vues sans aide. Certaines bactéries sont si petites, en fait, qu'elles ne peuvent même pas être vues avec un puissant microscope optique sans un peu d'aide -- un peu d'aide sous la forme d'une lentille à immersion dans l'huile. Les objectifs qui nécessitent une immersion dans l'huile sont tous classés comme objectifs à fort grossissement.
Grossissement de l'oeil
Votre œil contient des surfaces qui courbent la lumière pour l'amener à se concentrer sur votre rétine. La position d'un point lumineux sur votre rétine dépend de l'angle auquel la lumière pénètre dans votre œil. Votre œil concentre la lumière sous deux angles différents à deux endroits différents. La séparation des taches dépend de la différence d'angle. Si deux points sont suffisamment proches l'un de l'autre pour stimuler les mêmes cellules de votre rétine, vous ne pourrez pas les distinguer. C'est pourquoi vous ne pouvez pas voir les bactéries: l'angle entre la lumière provenant des deux côtés d'une bactérie est si petit que votre œil la mélange avec d'autres lumières.
Comment fonctionne un microscope
Un microscope est comme une lentille supplémentaire devant votre œil. Le but est d'agrandir l'angle de la lumière provenant d'un objet, de sorte que le microscope agit comme une grande loupe, courbant la lumière pour donner l'impression que l'objet est étalé. Mais utiliser un grand objectif pour le travail créerait des images sombres et déformées, donc un microscope utilise quelques petits objectifs: un objectif près de l'échantillon et un oculaire, ou oculaire, près de votre œil. Chacun de ces objectifs a son propre grossissement. Le grossissement de l'ensemble du microscope est le produit du grossissement des deux lentilles. Un oculaire 10X - celui qui grossit d'un facteur 10 - avec un objectif 20X donne un grossissement global de 200X.
Lumière de flexion
La lumière se plie lorsqu'elle passe d'une surface à une autre. Deux choses sont nécessaires: la lumière doit frapper l'interface sous un angle, et la "densité" des deux matériaux doit être différente. Il ne s'agit pas en fait de densité en poids, mais d'une sorte de densité optique appelée indice de réfraction.
Plus le grossissement est élevé, plus l'angle de lumière que l'objectif doit collecter à partir de l'échantillon est grand. Normalement, les bactéries se trouvent dans une goutte d'eau contenue dans une lame de verre, et la lumière se courbe lorsqu'elle quitte la lame. Cela a pour effet de propager un cône de lumière provenant des bactéries vers un cône encore plus grand. À des grossissements élevés, le cône de lumière doit devenir grand - si grand qu'il peut manquer complètement l'objectif. C'est là qu'intervient l'immersion dans l'huile.
Lentilles à immersion dans l'huile
Le cône de lumière d'une lame de verre s'étale pour deux raisons: parce qu'il est incliné par rapport à la surface et parce que l'indice de réfraction de l'air est inférieur à l'indice de réfraction de la verre. L'huile a le même indice de réfraction que le verre, donc le cône de lumière ne s'étale pas trop. Au lieu de cela, la lumière reste au même angle jusqu'à ce qu'elle atteigne l'objectif.
La lentille de l'objectif doit être spécialement conçue pour se concentrer sur un échantillon à travers l'huile, mais de nombreuses lentilles sont conçues de cette façon. En règle générale, les objectifs de 60X ou plus peuvent utiliser de l'huile - et ils le seront certainement au moment où vous atteignez 100X. Parce que les oculaires sont généralement 10X, l'huile est nécessaire pour visualiser les bactéries à un grossissement de 1000X.