Quali sono le funzioni dei condensatori nei microscopi?

Il microscopio è una delle invenzioni più straordinarie del mondo scientifico. Non solo ha contribuito a soddisfare una grande quantità di curiosità umana di base su cose che sono troppo piccole per essere viste a occhio nudo, ma ha anche contribuito a salvare innumerevoli vite. Ad esempio, una serie di procedure diagnostiche moderne sarebbe impossibile senza microscopi, che sono assolutamente vitale nel mondo della microbiologia nella visualizzazione di batteri, alcuni parassiti, protozoi, funghi e virus. E senza poter guardare le cellule umane e di altri animali e capire come si dividono, il il problema di decidere come affrontare semplicemente le varie manifestazioni del cancro rimarrebbe un problema completo mistero. I progressi vivificanti come la fecondazione in vitro devono in ultima analisi la loro esistenza alle meraviglie della microscopia.

Come ogni altra cosa nel mondo della tecnologia medica e di altro tipo, i microscopi di non molti anni fa sembrano errori grossolani e bizzarre reliquie quando contrapposto al meglio del secondo decennio del 21° secolo: macchine che un giorno verranno derise a loro volta per il loro obsolescenza. I principali attori nei microscopi sono le loro lenti, perché sono queste, dopo tutto, che ingrandiscono le immagini. È quindi utile sapere come i diversi tipi di lenti interagiscono per formare le immagini spesso surreali che si fanno strada nei libri di testo di biologia e nel World Wide Web. Alcune di queste immagini sarebbero impossibili da vedere senza uno speciale soprammobile chiamato condensatore.

Il primo strumento ottico conosciuto che merita la designazione di "microscopio" fu probabilmente il dispositivo creato dal giovane olandese Zacharias Janssen, la cui invenzione del 1595 probabilmente ebbe un notevole contributo da parte del ragazzo padre. Il potere di ingrandimento di questo microscopio era compreso tra 3x e 9x. (Con i microscopi, "3x" significa semplicemente che l'ingrandimento ottenuto consente la visualizzazione dell'oggetto a tre volte il suo effettivo dimensione, e corrispondentemente per altri coefficienti numerici.) Ciò è stato ottenuto essenzialmente posizionando lenti ad entrambe le estremità di una cavità tubo. Per quanto low-tech possa sembrare, le lenti stesse non erano facili da trovare nel XVI secolo.

Nel 1660, Robert Hooke, forse più noto per il suo contributo alla fisica (in particolare alle proprietà fisiche delle molle), prodotto un microscopio composto sufficientemente potente per visualizzare ciò che oggi chiamiamo cellule, esaminando il sughero nella corteccia di quercia alberi. In effetti, ad Hooke viene attribuito il merito di aver inventato il termine "cellula" in un contesto biologico. Hooke in seguito ha chiarito come l'ossigeno partecipa alla respirazione umana e si è anche dilettato nell'astrofisica; per essere una persona così rinascimentale, oggi è curiosamente sottovalutato rispetto a personaggi come, ad esempio, Isaac Newton.

Anton van Leeuwenhoek, contemporaneo di Hooke, fece uso di un microscopio semplice (cioè uno con una singola lente) piuttosto che di un microscopio composto (un dispositivo con più di una lente). Ciò era in gran parte dovuto al fatto che proveniva da un ambiente non privilegiato e ha dovuto svolgere un lavoro noioso tra dare importanti contributi alla scienza. Leeuwenhoek è stato il primo essere umano a descrivere batteri e protozoi e le sue scoperte hanno contribuito a dimostrare che la circolazione del sangue nei tessuti viventi è un processo fondamentale della vita.

Innanzitutto, i microscopi possono essere classificati in base al tipo di energia elettromagnetica che utilizzano per visualizzare gli oggetti. I microscopi utilizzati nella maggior parte degli ambienti, comprese le scuole medie e superiori, nonché la maggior parte degli studi medici e degli ospedali, sono microscopi ottici. Questi sono esattamente come suonano e utilizzano la luce ordinaria per visualizzare gli oggetti. Strumenti più sofisticati utilizzano fasci di elettroni per "illuminare" oggetti di interesse. Questi microscopi elettronici utilizzare campi magnetici anziché lenti di vetro per focalizzare l'energia elettromagnetica sui soggetti in esame.

I microscopi ottici sono disponibili in varietà semplici e composte. Un microscopio semplice ha una sola lente e oggi tali dispositivi hanno applicazioni molto limitate. Il tipo molto più comune è il microscopio composto, che utilizza un tipo di lente per produrre la maggior parte della moltiplicazione dell'immagine e un secondo per ingrandire e mettere a fuoco l'immagine risultante dalla prima. Alcuni di questi microscopi composti hanno un solo oculare e sono quindi monoculare; più spesso ne hanno due e per questo vengono chiamati binoculare.

La microscopia ottica può a sua volta essere suddivisa in campo luminoso e campo oscuro tipi. Il primo è il più comune; se hai mai usato un microscopio in un laboratorio scolastico, è molto probabile che tu ti sia impegnato in una qualche forma di microscopia in campo chiaro usando un microscopio composto binoculare. Questi gadget illuminano semplicemente qualunque cosa sia in fase di studio e le diverse strutture nel campo visivo riflettono diverse quantità e lunghezze d'onda di luce visibile in base alle loro densità individuali e ad altre proprietà. Nella microscopia in campo oscuro, viene impiegato un componente speciale chiamato condensatore per costringere la luce a rimbalzare sul elemento di interesse con un angolo tale che l'oggetto è facile da visualizzare nello stesso modo generale di un silhouette.

Innanzitutto, la lastra piatta, solitamente di colore scuro su cui poggia la diapositiva preparata (di solito, gli oggetti visualizzati sono posizionati su tali diapositive) è chiamata palcoscenico. Ciò è appropriato, poiché, molto spesso, tutto ciò che è sulla diapositiva contiene materia viva che può muoversi e quindi in un certo senso "performante" per lo spettatore. Il palco contiene un foro nella parte inferiore chiamato an apertura, situato all'interno del diaframma, e il campione sul vetrino viene posizionato su questa apertura, con il vetrino fissato in posizione utilizzando clip di scena. Sotto l'apertura c'è il illuminatore, o fonte di luce. UN condensatore si trova tra il palco e il diaframma.

In un microscopio composto, l'obiettivo più vicino al tavolino, che può essere spostato su e giù per la messa a fuoco l'immagine, è chiamata lente dell'obiettivo, con un singolo microscopio che in genere offre una gamma di questi da scegliere a partire dal; le lenti (o più spesso le lenti) attraverso cui guardi sono chiamate lenti dell'oculare. La lente dell'obiettivo può essere spostata su e giù utilizzando due manopole rotanti sul lato del microscopio. Il manopola di regolazione grossolana viene utilizzato per entrare nel giusto campo visivo generale, mentre il manopola di regolazione fine viene utilizzato per mettere a fuoco al massimo l'immagine. Infine, il portaobiettivi viene utilizzato per cambiare tra lenti obiettive di diversi poteri di ingrandimento; questo viene fatto semplicemente ruotando il pezzo.

Il potere di ingrandimento totale di un microscopio è semplicemente il prodotto dell'ingrandimento della lente dell'obiettivo e dell'ingrandimento della lente dell'oculare. Questo potrebbe essere 4x per l'obiettivo e 10x per l'oculare per un totale di 40x, oppure potrebbe essere 10x per ogni tipo di obiettivo per un totale di 100x.

Come notato, alcuni oggetti hanno più di un obiettivo disponibile per l'uso. È tipica una combinazione di livelli di ingrandimento dell'obiettivo 4x, 10x e 40x.

La funzione del condensatore non è quella di ingrandire in alcun modo la luce, ma di manipolarne la direzione e gli angoli di riflessione. Il condensatore controlla quanta luce dall'illuminatore può passare attraverso l'apertura, controllando l'intensità della luce. Inoltre, regola criticamente il contrasto. Nella microscopia in campo oscuro, è il contrasto tra i diversi oggetti di colore grigio nel campo visivo che è più importante, non il loro aspetto di per sé. Sono usati per stuzzicare immagini che potrebbero non apparire se l'apparato fosse semplicemente usato per bombardare il scorrere con tutta la luce che gli occhi sopra di esso potrebbero tollerare, lasciando lo spettatore a sperare per il meglio risultati.