Світловий мікроскоп є важливим інструментом бактеріолога. Бактерії просто замалі, щоб не бачити їх без допомоги. Насправді деякі бактерії настільки малі, що їх навіть не можна побачити за допомогою потужного світлового мікроскопа без невеликої допомоги - невеликої допомоги у вигляді масляної занурювальної лінзи. Всі лінзи, які потребують масляного занурення, класифікуються як об'єкти високого збільшення.
Збільшення ока
Ваше око містить поверхні, які вигинають світло, щоб фокусувати його на сітківці. Положення плями світла на сітківці залежить від кута, під яким світло потрапляє у ваше око. Ваше око фокусує світло з двох різних кутів у двох різних точках. Розділення плям залежить від різниці кутів. Якщо два місця досить близько один до одного, щоб стимулювати однакові клітини на вашій сітківці, ви не зможете їх розрізнити. Ось чому ви не можете бачити бактерії: кут між світлом, що надходить з двох сторін бактерії, настільки крихітний, що ваше око змішує його з іншим світлом.
Як працює мікроскоп
Мікроскоп - це як зайва лінза перед вашим оком. Вся мета полягає у збільшенні кута світла, що надходить від предмета, тому мікроскоп діє як одна велика лупа, згинаючи світло, щоб здаватися, ніби предмет розпростертий. Але використання однієї великої лінзи для роботи створить неяскраві та спотворені зображення, тому мікроскоп використовує пару маленьких лінз: об’єктив, близький до зразка, та окуляр, або окуляр, близько до вашого ока. Кожна з цих лінз має своє власне збільшення. Збільшення всього мікроскопа є продуктом збільшення обох лінз. 10-кратний окуляр - той, що збільшується в 10 разів - із об'єктивом 20X дає загальне збільшення 200X.
Вигин світла
Світло згинається при переході з однієї поверхні на іншу. Потрібні дві речі: світло повинно вражати межу розділу під кутом, а "щільність" цих матеріалів повинна бути різною. Це насправді не щільність за вагою, а різновид оптичної щільності, що називається показником заломлення.
Чим більше збільшення, тим більший кут світла об'єкт повинен зібрати із зразка. Зазвичай бактерії знаходяться в краплі води, що міститься в предметному склі, і світло вигинається, коли воно залишає предметне скло. Це призводить до того, що конус світла, що надходить від бактерій, поширюється в ще більший конус. При великому збільшенні конус світла повинен стати великим - настільки великим, що він може взагалі пропустити лінзу. Ось тут і відбувається занурення в масло.
Масляні занурювальні лінзи
Світловий конус із предметного скла скрізь поширюється з двох причин: тому що він знаходиться під кутом відносно поверхні і тому, що показник заломлення повітря нижчий за показник заломлення скло. Нафта має той самий показник заломлення, що і скло, тому конус світла не надто розтікається. Натомість світло залишається під однаковим кутом, поки не досягне об’єктива.
Лінза об'єктива повинна бути спеціально розроблена для фокусування на зразку через олію, але багато лінз сконструйовані таким чином. Як правило, об’єктивні лінзи 60X і більше можуть використовувати олію - і вони, безумовно, будуть використовуватись до моменту досягнення 100X. Оскільки окуляри зазвичай в 10 разів, олія необхідна для перегляду бактерій при збільшенні 1000X.