Il Microscopio

Di Redazione Studenti.

Com'è formato il microscopio, a cosa serve e quanti tipi esistono oggi. Descrizione sulle caratteristiche e gli utilizzi

Microscopio: Srumento usato per ottenere un'immagine molto ingrandita di un oggetto e, in particolare, per osservare oggetti estremamente piccol. Esistono due tipi di Microscopio: Ottico ed Elettronico.

MICROSCOPIO OTTICO

Il microscopio ottico sfrutta la luce visibile per creare un'immagine ingrandita di un oggetto.
La forma più semplice è la comune lente d'ingrandimento, una lente biconvessa e con piccola lunghezza focale, con la quale è possibile ottenere ingrandimenti fino a circa 15 volte, ma con il termine microscopio si indica più propriamente uno strumento costituito da due sistemi di lenti, con un fattore d'ingrandimento pari a 2000 e oltre.

I due sistemi di lenti sono l'obiettivo e l'oculare, montati alle due estremità di un tubo chiuso.

L'obiettivo produce un'immagine reale ingrandita dell'oggetto, che si forma nel punto focale dell'oculare, in modo che questo fornisca all'osservatore un'immagine virtuale ingrandita. Il potere d'ingrandimento totale del microscopio è determinato dalla lunghezza focale dei due sistemi di lenti.
L'attrezzatura accessoria del microscopio ottico comprende il piano portacampioni e alcuni dispositivi di regolazione della distanza dell'obiettivo dall'oggetto, per la messa a fuoco. In genere i campioni da osservare vengono posti fra due sottili vetrini rettangolari e fissati sul portacampioni, che reca al centro un foro attraverso il quale passa la luce, riflessa da uno specchio sottostante o emessa da una sorgente diretta, che serve per l'illuminazione.
Nella microfotografia, il procedimento con il quale si fotografano oggetti attraverso il microscopio, la macchina fotografica viene montata direttamente sull'oculare, priva di obiettivo in quanto sfrutta il sistema di lenti del microscopio stesso.
I microscopi impiegati nella ricerca sono dotati di un gran numero di accessori, che permettono uno studio completo e accurato dei dettagli di un oggetto; ad esempio, sono provvisti di un sistema di viti micrometriche, che permette di regolare con precisione la posizione del campione, e di tre o più obiettivi montati su una testa girevole, che consentono di variare rapidamente il potere d'ingrandimento.

MICROSCOPIO ELETTRONICO

Il limite al potere d'ingrandimento di un microscopio ottico è dato dalla lunghezza d'onda della luce visibile.
Per questo motivo, in particolari studi di estrema precisione, viene utilizzato un microscopio elettronico che "illumina" il campione con un fascio di elettroni anziché con radiazione elettromagnetica.
La lunghezza d'onda più corta nella banda del visibile è di circa 4000 angstrom (1 angstrom è pari a 0,0000000001 m, un decimo di miliardesimo di metro), mentre la lunghezza d'onda dell'elettrone è di soli 0,5 angstrom: il potere di risoluzione del microscopio elettronico (ossia la capacità di distinguere particolari minuscoli) è pertanto notevolmente maggiore di quello dei microscopi ottici.
Tutti i microscopi elettronici sono dotati di un cannone elettronico che emette un fascio di elettroni in direzione del campione; di un sistema di "lenti" magnetiche, che indirizza e focalizza il fascio mediante opportuni campi magnetici; di un dispositivo per realizzare il vuoto spinto, al fine di evitare che gli elettroni vengano diffusi dalle molecole d'aria e, infine, di un sistema che registra o visualizza le immagini prodotte dagli elettroni.

Esistono due tipi di microscopi elettronici: il microscopio elettronico a trasmissione (Transmission Electron Microscope, TEM) e il microscopio elettronico a scansione (Scanning Electron Microscope, SEM).
In un TEM, gli elettroni che costituiscono il fascio attraversano il campione, fornendone un'immagine ingrandita che viene visualizzata su una lastra fotografica o uno schermo fluorescente.
Il campione deve essere opportunamente preparato e deve avere spessore dell'ordine di poche migliaia di angstrom; il potere d'ingrandimento di un microscopio elettronico a trasmissione arriva fino a un milione di volte.
Un microscopio elettronico a scansione fornisce un'immagine ingrandita della superficie di un oggetto.
A differenza del TEM, che può esaminare zone estese, un SEM analizza la superficie del campione porzione per porzione.

Un fascio di elettroni altamente focalizzato si muove lungo il campione, ovvero ne fa la "scansione" (come avviene per il fascio di elettroni sullo schermo televisivo): gli atomi della superficie, colpiti dagli elettroni del fascio, emettono "elettroni secondari", che vengono raccolti e contati mediante un dispositivo elettronico.
Ogni punto del campione analizzato corrisponde a un pixel di uno schermo, cosicché, man mano che il fascio elettronico scorre sul campione, sullo schermo si costruisce un'immagine completa.
Un SEM ha fattore d'ingrandimento pari a 100.000, e fornisce un'immagine tridimensionale molto dettagliata.Ultimamente sono stati realizzati altri tipi di microscopi elettronici particolarmente sofisticati.
Il microscopio elettronico a scansione e a trasmissione (Scanning Transmission Electron Microscope, STEM) combina le caratteristiche di un SEM con quelle di un TEM e ha potere risolutivo estremamente elevato, tale da arrivare a distinguere gli atomi del campione.
Il microscopio analitico a sonda elettronica è dotato di un dispositivo che analizza i raggi X di alta energia emessi da un campione bombardato da elettroni.
Poiché i raggi X emessi permettono di identificare gli atomi da cui provengono, questo strumento fornisce non solo un'immagine ingrandita del campione come il microscopio elettronico convenzionale, ma anche informazioni sulla sua composizione chimica.