Cuales Son Los Objetivos Del Microscopio?
Formación de imágenes primarias
Los objetivos recibieron su nombre por el hecho de que son, por proximidad, el componente más cercano al objeto o espécimen del que se obtienen imágenes.
Es el componente de imagen más importante en el microscopio óptico, consiste en un conjunto complejo de lentes múltiples que enfoca las ondas de luz que se originan en la muestra y forma una imagen intermedia que luego se amplía con los oculares.
Los objetivos microscópicos son quizá los componentes más importantes de un microscopio óptico, ya que son responsables de la formación de imágenes primarias y desempeñan un papel primordial a la hora de determinar la calidad de las imágenes que puede producir el microscopio.
- Los objetivos son responsables de la formación de imágenes primarias y juegan un papel central en el establecimiento de la calidad de las imágenes que el microscopio es capaz de producir.
- La ampliación de un espécimen en particular y la resolución, bajo la cual los detalles finos del espécimen se pueden apreciar también dependen en gran medida de los objetivos del microscopio.
- El objetivo es el componente más complejo de un microscopio óptico en cuanto a diseñar y montar.
- Es el primer componente que entra en contacto con la luz cuando ésta se desplaza desde la muestra hasta el plano de imagen.
- La nomenclatura de los objetivos deriva del hecho que son, por proximidad, el componente más cercano al objeto o muestra que se va a procesar en imagen.
Ampliación de la muestra
Para calcular la ampliación de un microscopio, basta con multiplicar la ampliación del ocular del microscopio por la ampliación del objetivo.
La ampliación total de un microscopio compuesto normal con un ocular 10x y objetivos 4x, 10x, 40x, 100x será 40x, 100x, 400x y 1000x en función de los objetivos utilizados.
Un microscopio óptico compuesto normal tiene tres o cuatro objetivos con ampliación de 4x, 10x, 40x y 100x aumentos (inmersión en aceite).
- El objetivo 4x ofrece el aumento más pequeño, para que pueda observar un área grande de la muestra.
- Esto le permite encontrar fácilmente el área deseada para una mejor observación microscópica.
- Cuando haya encontrado el área, colóquelo en el centro del campo de visión y cambie a un objetivo de ampliación más alto.
- Es mucho más fácil enfocar la visión con un objetivo de poca potencia que con uno más potente.
La magnificacion de un objetivo con corrección al infinito se calcula dividiendo la longitud focal de referencia entre la longitud focal de la lente del objetivo.
El microscopista debe seleccionar con cuidado la magnificacion del objetivo para que, en las mejores circunstancias, el detalle que se acaba de resolver se amplíe lo suficiente para verlo cómodamente, pero no hasta el punto en el que la magnificacion vacía dificulte la observación de los detalles finos de la muestra.
Resolución y apertura numérica
Una de las características más importantes de los objetivos es la resolución, que se define como la distancia de separación mínima entre dos objetos puntuales que están claramente resueltos.
La resolución de un objetivo del microscopio determina la distancia más pequeña que puede observarse entre dos objetos.
La resolución también depende del índice de refracción del medio de formación de imágenes y de la apertura angular del objetivo.
- Apertura numérica
- La apertura numérica suele ser el criterio de diseño más importante, aparte de la corrección óptica, que ha de tenerse en cuenta cuando se selecciona un objetivo de microscopio.
- Capacidad de recogida de luz
- La a. n. mide la capacidad de recogida de luz. Es un factor importante para determinar la resolución, la profundidad de enfoque y el brillo de las imágenes.
- Objetivos de alta apertura numérica
- Los objetivos de alta apertura numérica recogen más luz y producen una imagen más brillante y corregida, lo que produce una alta resolución.
- Valores de apertura numérica
- La escala de valores va de 0,1 para objetivos con magnificacion muy baja de 1x a 4x a 1,6 para objetivos de alto rendimiento que utilizan aceites de inmersión especializados.
Dado que los valores de apertura numérica aumentan a través de una serie de objetivos con la misma magnificacion, por lo general, se observa una mayor capacidad de recuperación de la luz y aumento en la resolución.
Los objetivos con una a. n. grande recogen un rango más amplio de luz y proporcionan imágenes más claras y con mayor resolución.
Campo de visión y distancia de trabajo
El campo de visión es el diámetro del círculo iluminado que se ve a través del ocular.
Cuanta más alta sea la ampliación, más pequeño será el campo de visión.
Para obtener el valor exacto del campo de visión de su microscopio, coloque una regla transparente bajo el objetivo del microscopio y cuente cuántas líneas de milímetro caben en el círculo iluminado visible.
- El diámetro del campo en un microscopio óptico se expresa por el número del campo visual o simplemente el número de campo.
- El número de campo es el diámetro del campo visual expresado en milímetros y medido en el plano de la imagen intermedio.
- El diámetro del campo en el plano del objeto o muestra se convierte en el número de campo dividido por la magnificacion del objetivo.
- La distancia requerida entre la superficie más cercana del cubreobjetos y la lente frontal del objetivo se denomina distancia de trabajo.
- Generalmente, la distancia de trabajo disminuye entre una serie de objetivos combinados a medida que la magnificacion y la apertura numérica se acrecientan.
La distancia de trabajo es la distancia desde la lente delantera del objetivo hasta la superficie más cercana del cubreobjetos cuando la muestra está enfocada.
Los objetivos con una a. n. alta suelen tener distancias de trabajo bajas.
Objetivos de baja y alta potencia
Los microscopios ópticos de luz normalmente están equipados con cuatro objetivos: 4x y 10x son objetivos de baja potencia; 40x y 100x son de alta.
Una ampliación total recibida con el ocular 10x de menos de 400x aumentos caracteriza al microscopio como modelo de baja potencia; más de 400x aumentos como de microscopio de alta potencia.
Los microscopios de enseñanza básicos normalmente vienen con tres objetivos: 4x, 10x y 40x. La potencia de ampliación máxima de estos modelos es 400x.
- Los modelos avanzados de microscopio didáctico vienen normalmente equipados con un cuarto objetivo, el objetivo de inmersión en aceite de 100x.
- Mediante este objetivo con un ocular 10x y técnica de inmersión en aceite, puede obtener un aumento de 1000x.
- La potencia de ampliación de 1000x aumentos le permite observar el objeto de destino con gran detalle.
- Este gran aumento puede conllevar algunas dificultades al enfocar objetos.
- Con una ampliación de 400x no obtendrá imágenes tan detalladas como con un aumento de 1000x, pero es mucho más fácil enfocar objetos.
La técnica de inmersión en aceite es necesaria y, además, el objetivo en sí es un accesorio bastante caro.
Con una ampliación de 400x no es necesario usar el aceite de inmersión.
Corrección de aberraciones
La principal diferencia entre los objetivos del microscopio está en el diseño, la calidad de la imagen y los métodos de observación.
- Los objetivos acromáticos presentan pocas aberraciones esféricas y cromáticas.
- Este tipo de objetivo tiene un campo plano de enfoque en el centro del 65% del campo de visión.
- Los objetivos planares acromáticos corrigen las aberraciones de color.
- Vuelven el campo de visión plano para ofrecer una imagen muy nítida de todo el conjunto.
- Los objetivos semiapocromáticos ofrecen una calidad de imagen media en comparación con los objetivos acromáticos y acromáticos planares.
- Los elementos ópticos de estos objetivos contienen fluorita, lo que permite usarlos en microscopía de fluorescencia.
- Los objetivos apocromáticos ofrecen una imagen más nítida en colores más claros.
Los objetivos acromáticos proporcionan una cantidad mínima de corrección, los semiapocromáticos o fluoritos tienen correcciones esféricas adicionales y los apocromáticos ofrecen la corrección cromática más alta.
Los tres tipos de objetivos están sujetos a una desventaja: una curvatura de campo pronunciada.
Los objetivos que presentan la corrección de campo plano y de baja distorsión se denominan planacromáticos, planfluoritas o planapocromáticos en función del grado de aberración residual.
Medios de inmersión
Los objetivos están destinados a obtener imágenes de especímenes a través del aire o de un medio de índice de refracción más alto entre la lente frontal y el espécimen, por ejemplo, el aceite de inmersión.
Muchos objetivos de microscopios se han diseñado para visualizar muestras con aire como medio, mientras que otros utilizan un medio de inmersión que contiene un índice de refracción más alto para permitir una alta a. n. y altos niveles de resolución.
- Aire
- Los objetivos de potencia más baja presentan aperturas numéricas relativamente inferiores y han sido diseñados para un uso en seco, cuyo medio para la digitalización de imágenes es solo aire entre la lente frontal del objetivo y el cubreobjetos.
- Aceite de inmersión
- La utilización del aceite de inmersión en lugar de aire como medio de visualización puede aumentar la resolución por un factor de 1,5 aproximadamente.
- Medios comunes
- Los medios de inmersión más comunes son el aire, el agua, el aceite y la silicona.
- Objetivos de inmersión
- Los objetivos de inmersión deben presentar distancias de trabajo menos profundas con el fin de contener el líquido de inmersión entre la lente frontal y la muestra.
Debe tenerse en cuenta que al emplear un objetivo de inmersión en aceite, sin el aceite de aplicación entre el cubreobjetos y el primer elemento de lente, resultarán imágenes defectuosas.
Es recomendable emplear solo el aceite previsto por el fabricante del objetivo y no mezclar aceites de inmersión de diferentes fabricantes para evitar artefactos no deseados como la cristalización o la separación de fase.
Especificaciones e identificación
En cada objetivo está inscrito su magnificacion o aumento, por ejemplo 10x, 20x o 40x; la longitud del tubo para el cual está diseñado el objetivo a fin de obtener las mejores imágenes, habitualmente 160 milímetros o el símbolo griego de infinito; y el espesor del cubreobjetos que protege la muestra, asumido por el diseñador como el que lleva un valor constante para la corrección de la aberración esférica, habitualmente 0,17 milímetros.
- Si el objetivo ha sido diseñado para funcionar con una gota de aceite entre el objetivo y la muestra, este tendrá un grabado con las siglas oil, oel o hi.
- En casos en los que estas designaciones no estén grabadas en el objetivo, se prevé que el objetivo será utilizado en seco, con aire entre la parte más inferior del objetivo y la muestra.
- En los objetivos siempre aparece grabado el valor de la apertura numérica a. n. o na.
- Si el objetivo no tiene ninguna designación relativa a una corrección más elevada, puede asumirse que es un objetivo acromático.
- Los objetivos con una corrección más elevada presentan el grabado apocromático o apo, plan, fl, flúor.
Cuando se monta un conjunto de objetivos combinados de un fabricante en el portaobjetivos, estos suelen estar diseñados para proyectar una imagen de casi el mismo plano que el tubo del cuerpo.
Dicho conjunto de objetivos se describe como parfocal: una útil función de comodidad y seguridad.
Los conjuntos de objetivos combinados también han sido diseñados para que sean parcéntricos; por tanto, una muestra centrada en el campo visual de un objetivo seguirá estando centrada cuando se gira el portaobjetivos para usar otro objetivo.
