Princípio de funcionamento e partes de um microscópio composto (com diagramas)
Leia este artigo para aprender sobre o princípio de funcionamento e partes de um microscópio composto com diagramas!
Princípio de trabalho:
O microscópio mais comumente usado para propósitos gerais é o microscópio composto padrão. Ele amplia o tamanho do objeto por meio de um complexo sistema de arranjo de lentes.
Tem uma série de duas lentes; (i) a lente objetiva próxima ao objeto a ser observado e (ii) a lente ocular ou ocular, através da qual a imagem é vista a olho nu. A luz de uma fonte de luz (espelho ou lâmpada elétrica) passa através de um objeto transparente e fino (Figura 4.4).
A lente objetiva produz uma primeira imagem ampliada 'imagem real') do objeto. Esta imagem é ampliada novamente pela lente ocular (ocular) para obter uma 'imagem virtual' ampliada (imagem final), que pode ser vista a olho nu pela ocular. Como a luz passa diretamente da fonte para o olho através das duas lentes, o campo de visão é iluminado de forma brilhante. É por isso que; é um microscópio de campo claro.
Partes de um microscópio composto:
As partes de um microscópio composto são de duas categorias, conforme abaixo:
(i) peças mecânicas:
Estas são as partes que suportam as partes ópticas e auxiliam no seu ajuste para focar o objeto (Figuras 4.5 e 4.6).
Os componentes das peças mecânicas são os seguintes:
1. base ou suporte de metal:
O microscópio inteiro repousa nessa base. Espelho, se presente, é montado nele.
2. Pilares:
É um par de elevações na base, pelo qual o corpo do microscópio é mantido na base
3. Junta de inclinação:
É uma articulação móvel, através da qual o corpo do microscópio é mantido na base pelos pilares. O corpo pode ser dobrado nesta articulação em qualquer posição inclinada, como desejado pelo observador, para facilitar a observação. Em novos modelos, o corpo é fixado permanentemente à base em posição inclinada, não necessitando, portanto, de pilar ou junta.
4. Braço Curvo:
É uma estrutura curva sustentada pelos pilares. Ele mantém o estágio, o tubo do corpo, ajuste fino e ajuste grosseiro.
5. Tubo Corporal:
Geralmente é um tubo vertical segurando a ocular no topo e o revólver porta-objetiva com os objetivos na parte inferior. O comprimento do tubo de extração é chamado de "comprimento do tubo mecânico" e normalmente é de 140 a 180 mm (a maioria é de 160 mm).
6. Desenhe o tubo:
É a parte superior do tubo do corpo, um pouco mais estreita, na qual a ocular é escorregada durante a observação.
7. Ajuste Grosso:
É um botão com mecanismo de cremalheira e pinhão para mover o tubo do corpo para cima e para baixo para focar o objeto no campo visível. Como a rotação do botão através de um pequeno ângulo move o tubo do corpo através de uma longa distância em relação ao objeto, ele pode realizar um ajuste grosseiro. Nos microscópios modernos, ele move o palco para cima e para baixo e o tubo do corpo é fixado ao braço.
8. Ajuste fino:
É um botão relativamente menor. Sua rotação através de um grande ângulo pode mover o tubo do corpo somente através de uma pequena distância vertical. Ele é usado para ajuste fino para obter a imagem final clara. Nos microscópios modernos, o ajuste fino é feito movendo-se o palco para cima e para baixo pelo ajuste fino.
9. estágio:
É uma plataforma horizontal projetando-se do braço curvo. Tem um buraco no centro, sobre o qual o objeto a ser visto é colocado em um slide. A luz da fonte de luz abaixo do palco passa através do objeto para o objetivo.
10. Estágio Mecânico (Slide Mover):
O estágio mecânico consiste em dois botões com mecanismo de cremalheira e pinhão. O slide contendo o objeto é preso a ele e movido no palco em duas dimensões, girando os botões, de modo a focar a parte necessária do objeto.
11. Revólver Revolvendo:
É um disco rotativo na parte inferior do tubo do corpo com três ou quatro objetivos parafusados. Os objetivos têm diferentes poderes de ampliação. Com base na ampliação necessária, o revólver é girado, de modo que apenas o objetivo especificado para a ampliação desejada permaneça alinhado com o caminho da luz.
ii) Peças Óticas:
Essas partes estão envolvidas em passar a luz através do objeto e ampliar seu tamanho.
Os componentes das peças ópticas incluem o seguinte:
1. Fonte de Luz:
Os microscópios modernos têm uma fonte de luz elétrica embutida na base. A fonte é conectada à rede elétrica por meio de um regulador, que controla o brilho do campo. Mas nos modelos antigos, um espelho é usado como fonte de luz. É fixado à base por um binnacle, através do qual pode ser girado, de modo a convergir a luz sobre o objeto. O espelho é plano de um lado e côncavo do outro.
Deve ser usado da seguinte maneira:
(uma) Condensador Presente:
Apenas o lado plano do espelho deve ser usado, pois o condensador converge os raios de luz.
(b) Condensador Ausente:
(i) luz do dia:
Avião ou côncavo (o avião é mais fácil)
ii) Pequena luz artificial:
Objetivo de alta potência: lado plano
Objetivo de baixa potência: lado côncavo
2. Diafragma:
Se a luz proveniente da fonte de luz for brilhante e toda a luz puder passar para o objeto através do condensador, o objeto ficará brilhantemente iluminado e não poderá ser visualizado adequadamente. Portanto, um diafragma de íris é fixado abaixo do condensador para controlar a quantidade de luz que entra no condensador.
3. Condensador:
O condensador ou condensador de subestágio está localizado entre a fonte de luz e o estágio. Tem uma série de lentes para convergir no objeto, raios de luz vindos da fonte de luz. Depois de passar pelo objeto, os raios de luz entram no objetivo.
A capacidade de "condensação de luz", "convergência de luz" ou "acumulação de luz" de um condensador é chamada de "abertura numérica do condensador". Da mesma forma, a capacidade de "reunir luz" de um objetivo é chamada de "abertura numérica do objetivo". Se o condensador converge a luz em um ângulo amplo, sua abertura numérica é maior e vice-versa.
Se o condensador tiver essa abertura numérica que envia luz através do objeto com um ângulo suficientemente grande para preencher a lente de abertura da objetiva, a objetiva mostra sua maior abertura numérica (Figura 4.7). Os condensadores mais comuns possuem abertura numérica de 1, 25.
Se a abertura numérica do condensador for menor que a do objetivo, a parte periférica da lente posterior da objetiva não é iluminada e a imagem tem pouca visibilidade. Por outro lado, se a abertura numérica do condensador for maior que a do objetivo, a lente posterior pode receber muita luz, resultando em uma diminuição no contraste.
Existem três tipos de condensadores da seguinte forma:
(a) Condensador de abbe (abertura numérica = 1, 25): é amplamente utilizado.
b) Condensador de focagem variável (abertura numérica = 1, 25)
(c) Condensador acromático (Abertura numérica = 1, 40): Foi corrigido para a aberração esférica e cromática e é usado em microscópios de pesquisa e fotomicrografias.
4. Objetivo:
É a lente mais importante em um microscópio. Normalmente, três objetivos com diferentes poderes de ampliação são parafusados ao revólver porta-objectivas.
Os objetivos são:
a) Objetivo de baixa potência (X 10):
Produz dez vezes a ampliação do objeto.
b) Objetivo de secagem elevada (X 40):
Dá uma ampliação de quarenta vezes.
c) Objetivo de imersão em óleo (X100):
Dá uma ampliação de cem vezes, quando o óleo de imersão preenche o espaço entre o objeto e o objetivo
O objetivo de escaneamento (X4) é opcional. A ampliação primária (X4, X10, X40 ou X100) fornecida por cada objetivo é gravada em seu barril. A objetiva de imersão em óleo tem um anel gravado na direção da ponta do cano.
Resolvendo o poder do objetivo:
É a capacidade do objetivo de resolver cada ponto no objeto minuto em pontos amplamente espaçados, de modo que os pontos na imagem possam ser vistos como distintos e separados um do outro, de modo a obter uma imagem nítida e desfocada.
Pode parecer que a ampliação muito alta pode ser obtida usando um número maior de lentes de alta potência. Embora seja possível, a imagem altamente ampliada obtida dessa maneira é um borrada. Isso significa que cada ponto no objeto não pode ser encontrado como um ponto distinto e distinto amplamente espaçado na imagem.
Mero aumento de tamanho (maior ampliação) sem a capacidade de distinguir detalhes estruturais (maior resolução) é de pouco valor. Portanto, a limitação básica em microscópios de luz não é de ampliação, mas de poder de resolução, a capacidade de distinguir dois pontos adjacentes como distintos e separados, ou seja, para resolver pequenos componentes no objeto em detalhes mais finos na imagem.
A resolução de energia é uma função de dois fatores, conforme abaixo:
(uma) Abertura numérica (na)
b) Comprimento de onda da luz (λ)
a) Abertura numérica:
Abertura numérica é um valor numérico relacionado com o diâmetro da lente objetiva em relação à sua distância focal. Assim, está relacionado com o tamanho da abertura inferior do objetivo, através do qual a luz entra nele. Em um microscópio, a luz é focalizada no objeto como um lápis estreito de luz, de onde ele entra no objetivo como um lápis divergente (Figura 4.8).
O ângulo 9 subentendido pelo eixo óptico (a linha que une os centros de todas as lentes) e o raio mais externo ainda coberto pelo objetivo é uma medida da abertura chamada "ângulo de meia abertura".
Um amplo lápis de luz que passa pelo objeto "resolve" os pontos no objeto em pontos amplamente espaçados na lente, de modo que a lente pode produzir esses pontos como distintos e separados na imagem. Aqui, a lente reúne mais luz.
Por outro lado, um lápis de luz estreito não pode "resolver" os pontos no objeto em pontos amplamente espaçados na lente, de modo que a lente produz uma imagem borrada. Aqui, a lente reúne menos luz. Assim, quanto maior a largura do lápis de luz que entra no objetivo (29), maior é o seu "poder de resolução".
A abertura numérica de um objetivo é a sua capacidade de captação de luz, que depende do local do ângulo 8 e do índice de refração do meio existente entre o objeto e o objetivo.
Abertura numérica (na) = n sin θ
Onde,
n = índice de refração do meio entre o objeto e o objetivo e
θ = meio ângulo de abertura
Para ar, o valor de 'n' é 1, 00. Quando o espaço entre a extremidade inferior da objetiva e o slide que leva o objeto é o ar, os raios que emergem através do vidro que flui para este ar são dobrados ou refratados, de modo que uma parte dele não passa para o objetivo. Assim, a perda de alguns raios de luz reduz a abertura numérica e diminui o poder de resolução.
No entanto, quando este espaço é preenchido com um óleo de imersão, que tem maior índice de refração (n = 1, 56) do que o ar (n = 1, 00), os raios de luz são refratados ou curvados mais em direção ao objetivo. Assim, mais raios de luz entram no objetivo e maior resolução é obtida. No objetivo de imersão em óleo, que fornece a maior ampliação, o tamanho da abertura é muito pequeno.
Portanto, é necessário dobrar mais raios na abertura, para que o objeto possa ser resolvido de maneira distinta. É por isso que, óleos de imersão, como óleo de madeira de cedro e parafina líquida, são usados para preencher a lacuna entre o objeto e o objetivo, enquanto se usa o objetivo de imersão em óleo.
b) Comprimento de onda da luz (λ):
Quanto menor for o comprimento de onda da luz (λ), maior será sua capacidade de resolver os pontos no objeto em detalhes mais distintos visíveis na imagem. Assim, quanto menor for o comprimento de onda da luz, maior será seu poder de resolução.
Limite de resolução do objetivo (d):
O limite de resolução de um objetivo (d) é a distância entre quaisquer dois pontos mais próximos no objeto microscópico, que podem ser resolvidos em dois pontos separados e distintos na imagem ampliada.
Pontos com distância entre eles menor que 'd' ou objetos menores que 'd' não podem ser resolvidos em pontos separados na imagem. Se o poder de resolução for alto, pontos muito próximos um do outro podem ser vistos como claros e distintos.
Assim, o limite de resolução (a distância entre os dois pontos resolvíveis) é menor. Portanto, objetos menores ou detalhes mais finos podem ser vistos, quando 'menor'. Menor 'd' é obtido aumentando o poder de resolução, que por sua vez é obtido usando um comprimento de onda menor de luz (λ) e maior abertura numérica.
Limite de resolução = d = λ / 2 nd
Onde,
λ = Comprimento de onda da luz e
na = Abertura numérica do objetivo.
Se λ verde = 0, 55 p e na = 1, 30, então d = λ / 2 na = 0, 55 / 2 X 1, 30 = 0, 21 µ. Portanto, os menores detalhes que podem ser vistos por um microscópio de luz típico têm a dimensão de aproximadamente 0, 2 µm. Objetos menores ou detalhes menores do que isso não podem ser resolvidos em um microscópio composto.
5. Ocular:
A ocular é um tambor, que se encaixa livremente no tubo de tração. Ele amplia a imagem real ampliada formada pelo objetivo de uma imagem virtual ainda ampliada para ser vista pelo olho (Figura 4.9).
Normalmente, cada microscópio é fornecido com dois tipos de oculares com diferentes poderes de ampliação (X10 e X25). Dependendo da ampliação necessária, uma das duas oculares é inserida no tubo de extração antes da visualização. Três variedades de oculares estão geralmente disponíveis.
Eles são o Huygenian, o hiperplano e o compensador. Entre eles, o Huygenian é muito amplamente utilizado e eficiente para baixa ampliação. Nesta ocular, duas lentes Plano-convexas simples são fixas, uma acima e outra abaixo do plano da imagem real formada pelo objetivo.
As superfícies convexas de ambas as lentes estão voltadas para baixo. A lente em direção ao objetivo é chamada de "lente de campo" e aquela em direção ao olho, "lente do olho". Os raios depois de passar através da lente do olho saem através de uma pequena área circular conhecida como disco de Rams-den ou ponto de olho, onde a imagem é vista pelo olho.
Ampliação total:
A ampliação total obtida em um microscópio composto é o produto da ampliação objetiva e da ampliação ocular.
M t = M ob XM oc
Onde,
M t = ampliação total,
M ob = Ampliação objetiva e
M oc = ampliação ocular
Se a ampliação obtida pelo objetivo (M ob ) for 100 e a pela ocular (M oc ) for 10, então a ampliação total (M t ) = M ob XM oc = 100 X 10 = 1000. Assim, um objeto de lq aparecerá como 1000 µ.
Ampliação útil:
É a ampliação que torna visível a menor partícula solucionável. A ampliação útil em um microscópio de luz é entre X1000 e X2000. Qualquer ampliação além do X2000 torna a imagem desfocada.
