El Microscopio Que Es Y Como Funciona?
Definición y finalidad
Un microscopio es un instrumento que se utiliza para ampliar objetos pequeños. Algunos microscopios incluso se pueden usar para observar un objeto a nivel celular, lo que permite a los científicos ver la forma de una célula, su núcleo, las mitocondrias y otros orgánulos.
Es un instrumento óptico diseñado para ampliar la imagen de objetos muy pequeños que no pueden observarse a simple vista. Gracias a su sistema de lentes, permite examinar detalles diminutos y estructuras que, de otro modo, pasarían desapercibidos.
Los microscopios son instrumentos diseñados para adquirir imágenes visuales o fotográficas ampliadas de objetos pequeños. Un microscopio debe ejecutar tres tareas: producir una imagen magnificada; distinguir los detalles de dicha imagen, y hacer que estos detalles sean visibles para el ojo humano o la cámara.
- Este grupo de instrumentos comprende diseños microscópicos de múltiples lentes con objetivos y condensadores.
- También comprende dispositivos simples de una sola lente que a menudo son portátiles, como una lupa.
- Un microscopio es un instrumento de laboratorio con el cual es posible observar cosas que son imperceptibles para el ojo humano, como bacterias, hongos microscópicos, células, entre muchas cosas más.
Sistema óptico y aumento
Si bien el microscopio moderno tiene muchas partes, las piezas más importantes son sus lentes. Es a través de las lentes del microscopio que la imagen de un objeto se puede ampliar y observar en detalle.
Este instrumento óptico consta de dos partes, una mecánica que tiene la finalidad de sostener la preparación a examinar y soportar todo el sistema óptico del microscopio. Y una parte óptica que considera los dos sistemas de lentes convergentes centrados sobre un eje óptico común, denominado ocular y objetivo.
El microscopio óptico posee dos tipos de lentes. Una de las lentes es el ocular que se ubica en el lugar donde el observador aproxima su ojo. La otra lente es el objetivo y es la que se aproxima al objeto que se va a observar.
- Ocular
- Lente situada cerca del ojo del observador. Capta y amplia la imagen formada en los objetivos.
- Objetivos
- Lentes cercanas a la muestra que proporcionan diferentes niveles de aumento.
- Aumento
- Cada objetivo y ocular tiene un número. Dicho número indica cuantas veces la lente aumenta el tamaño del objeto.
El aumento total se obtiene multiplicando el número del objetivo por el del ocular que se usan simultáneamente. Por ejemplo, si un objetivo aumenta 10x y el ocular 10x, el aumento total será de 100x.
- 10 x 4 = 40x (aumentos).
- 10 x 10 = 100x (aumentos).
- 10 x 40 = 400x (aumentos).
Funcionamiento del microscopio óptico
El funcionamiento de este tipo de microscopio se basa fundamentalmente en los principios físicos de la luz, utilizando lentes especiales para lograr la ampliación de las imágenes.
Un microscopio de luz simple manipula cómo entra la luz en el ojo usando una lente convexa, donde ambos lados de la lente están curvados hacia afuera. Cuando la luz se refleja en un objeto que se observa bajo el microscopio y pasa a través de la lente, se dobla hacia el ojo. Esto hace que el objeto parezca más grande de lo que realmente es.
- Iluminación: la luz pasa a través del diafragma y el condensador, enfocándose en la muestra.
- Primera ampliación: los objetivos, lentes cercanas a la muestra, captan la luz que atraviesa la muestra y producen una imagen aumentada.
- Segunda ampliación: el ocular, lente superior, vuelve a ampliar la imagen formada por el objetivo, permitiendo que nuestros ojos la vean con mayor detalle.
Para que una imagen pueda verse claramente, debe proyectarse sobre la retina en un ángulo visual suficiente. Además, debe existir suficiente contraste entre los detalles adyacentes y el fondo para hacer visible la imagen ampliada y resuelta.
Componentes principales
- Revólver: pieza giratoria que permite cambiar entre objetivos.
- Platina: plataforma donde se coloca la muestra.
- Diafragma: controla la cantidad de luz que llega a la muestra.
- Condensador: enfoca la luz hacia la muestra.
- Fuente de luz: generalmente una lámpara que ilumina la muestra desde abajo.
- Tornillo macrométrico: es un tornillo de enfoque, mueve la platina o el tubo hacia arriba y hacia abajo. Permite desplazamientos amplios para un enfoque inicial.
- Tornillo micrométrico: permite desplazamientos muy cortos, para el enfoque más preciso.
La platina tiene en su centro una abertura circular por la que pasará la luz del sistema de iluminación. Posee dos pinzas que sirven para retener el portaobjetos sobre la platina y un sistema de cremallera que permite mover la preparación.
El espejo recoge la luz y la refleja sobre el orificio de la platina. A su vez el diafragma regula la cantidad de luz que envía el espejo hacia el agujero de la platina. Cuanto mayor es la abertura más es la luz que pasa.
Microscopio simple y compuesto
Los microscopios simples, a diferencia de los microscopios ópticos compuestos, utilizan únicamente una sola lente para ampliar la imagen de un objeto. Aunque su poder de aumento es limitado en comparación con otros diseños más avanzados, los microscopios simples marcaron un hito importante en la historia de la ciencia, ya que fueron los primeros en ser inventados.
Al colocar una muestra muy cerca de la lente convexa, la luz que la atraviesa se refracta, es decir, se dobla al pasar por la curvatura del vidrio. Este fenómeno óptico genera una imagen virtual que parece estar ampliada para el observador.
El microscopio compuesto consta de dos lentes convexas alineadas en serie: un objetivo más cercano al objeto o muestra, y un ocular más cercano al ojo del observador.
- Microscopio compuesto
- El objetivo proyecta una imagen magnificada hacia el interior del tubo del cuerpo del microscopio y en seguida el ocular aumenta aún más la imagen proyectada por el objetivo.
- Magnificación en dos etapas
- Por lo tanto, el microscopio compuesto logra una magnificación en dos etapas.
- Microscopio de disección
- El microscopio compuesto se usa para observar células y estructuras pequeñas, mientras que el de disección proporciona imágenes tridimensionales de objetos más grandes.
Tipos de microscopios
Existen diferentes tipos de microscopios, como el microscopio óptico y el microscopio electrónico, cada uno adaptado para analizar distintas muestras y obtener niveles variables de aumento y resolución.
- Los microscopios ópticos, también conocidos como microscopios de luz, son los equipos más comunes y utilizados tanto en laboratorios como en instituciones educativas.
- Este equipo opera a través de un sofisticado sistema de lentes ópticas, que permite ampliar de manera significativa la imagen de las muestras que se desean observar.
- Gracias a la utilización de luz visible, los microscopios ópticos hacen posible analizar detalles microscópicos de células, tejidos y otros materiales.
- Los microscopios electrónicos se diferencian de los microscopios tradicionales porque, en lugar de utilizar luz visible, emplean un haz de electrones para examinar las muestras.
- Esta tecnología permite observar detalles diminutos a escalas nanométricas, revelando estructuras que serían imposibles de detectar con un microscopio óptico convencional.
Los microscopios electrónicos son herramientas esenciales para la investigación científica y el análisis de materiales a nivel molecular y atómico.
Uso y enfoque de la muestra
- Encendemos la luz del microscopio y comprobamos que la luz esté prendida a través del ocular.
- Colocamos la preparación sobre la platina y movemos el revólver para poner sobre ella el objetivo de menor aumento.
- Giramos el tornillo macrométrico hasta que el objetivo esté lo más cerca posible de la preparación.
- Mirando por el ocular, giramos el tornillo para ir separando el objetivo de la preparación hasta ver una imagen lo más enfocada posible.
- Movemos el tornillo micrométrico para conseguir una imagen más enfocada.
- Podemos observar la muestra con más aumentos, cambiando el objetivo mediante el revólver y ajustando el enfoque con el tornillo micrométrico.
- Comienza con el objetivo de menor aumento y ajusta el enfoque antes de pasar a aumentos mayores.
- Usa el diafragma para controlar la intensidad de la luz y evitar reflejos.
- El polvo o huellas en las lentes pueden distorsionar la imagen.
- Usa portaobjetos y cubreobjetos para observar líquidos o tejidos correctamente.
Aplicaciones en la ciencia
- Medicina: diagnóstico de enfermedades mediante el análisis de células y tejidos.
- Biología: estudio de microorganismos, células y estructuras biológicas.
- Química: observación de cristales y partículas en soluciones.
- Educación: enseñanza de ciencias en escuelas y universidades.
Las ciencias biológicas y médicas han dependido fuertemente de la microscopía para resolver problemas relacionados con las características morfológicas de las muestras, y como herramienta cuantitativa para registrar características y datos ópticos.
La microscopía se ha convertido en una herramienta popular en las ciencias físicas y de los materiales, así como en la industria de los semiconductores, ya que en estos ámbitos se requiere observar las características superficiales de los nuevos materiales de alta tecnología y circuitos integrados.
También ha demostrado ser útil en la ciencia forense al facilitar el examen de cabellos, fibras, ropa, manchas de sangre, balas y otros elementos asociados a delitos.
Cuidados del instrumento
- Al finalizar el trabajo, hay que dejar puesto el objetivo de menor aumento en posición de observación.
- Cuando no se está utilizando el microscopio, hay que mantenerlo cubierto con su funda para evitar que se ensucien y dañen las lentes.
- Nunca hay que tocar las lentes con las manos. Si se ensucian, limpiarlas muy suavemente con un papel de filtro o con un papel de óptica.
- No forzar nunca los tornillos giratorios del microscopio: macrométrico, micrométrico, platina, revólver y condensador.
- El cambio de objetivo se hace girando el revólver y dirigiendo siempre la mirada a la preparación para prevenir el roce de la lente con la muestra.
- Después de utilizar el objetivo de inmersión, hay que limpiar el aceite que queda en el objetivo con pañuelos especiales para óptica o con papel de filtro.
