Sistema óptico
La tarea principal del sistema óptico es formar una imagen aumentada del objeto estudiado en la retina del observador. Este sistema consta de dos elementos principales fijados en el tubo.
El objetivo se encuentra en la parte inferior del tubo y está orientado directamente hacia la preparación. Es un sistema complejo de lentes que se divide en dos tipos:
- Objetivos secos: funcionan en un medio de aire convencional. Tienen aumentos estándar: $\times4$, $\times8$, $\times10$, $\times20$, $\times40$.
- Objetivos de inmersión: están diseñados para un gran aumento ($\times90$). Para su funcionamiento, la lente debe sumergirse en un medio especial: una gota de aceite de cedro aplicada sobre el cubreobjetos.
El ocular se encuentra en la parte superior del tubo y está orientado hacia el ojo del investigador. Los oculares son elementos intercambiables con un aumento de $\times7$, $\times10$ o $\times15$.
Para conocer el aumento resultante, es necesario multiplicar los valores del objetivo y del ocular. Por ejemplo, al utilizar un objetivo $\times20$ y un ocular $\times10$, el aumento final será de 200 veces.
Sistema de iluminación
El sistema de iluminación es responsable del paso de la luz a través de la preparación estudiada. Sus componentes se disponen estrictamente a lo largo de la trayectoria del rayo de luz.
- Fuente de luz: puede estar integrada en el diseño o ser externa (lámpara de mesa, luz natural de la ventana).
- Espejo: dirige los rayos de luz desde abajo hacia la preparación. Tiene dos superficies de trabajo. La plana se utiliza con luz natural, ya que el sol emite rayos paralelos. La superficie cóncava se necesita con luz artificial (de una lámpara) para concentrar los rayos divergentes. En los modelos modernos con iluminación integrada, el espejo puede estar ausente.
- Diafragma: regula el flujo luminoso. Consiste en láminas opacas que forman una abertura de diámetro variable. Al trabajar con poco aumento, la abertura se cierra para eliminar la aberración esférica, y con gran aumento se abre.
- Condensador: sistema de lentes que recoge y enfoca los rayos de luz exactamente sobre la preparación. El foco se puede ajustar subiendo o bajando el condensador mediante un tornillo especial. A menudo, este elemento está integrado estructuralmente con el diafragma.
Sistema mecánico
El sistema mecánico cumple la función de armazón. Es necesario para fijar la óptica y manipular el objeto de estudio.
Entre los componentes de soporte principales se encuentran el estativo y la columna. Los elementos ópticos se ubican en un tubo denominado tubo óptico, mientras que la preparación se coloca en la platina.
Para el enfoque se emplean mecanismos de enfoque especiales: tornillos. Están conectados a la columna y permiten subirla o bajarla junto con el tubo:
- El tornillo macrométrico (macro) se utiliza para el ajuste aproximado y solo al trabajar con poco aumento.
- El tornillo micrométrico (micro) es necesario para el enfoque preciso al trabajar con gran aumento.
Asimismo, el sistema mecánico incluye mecanismos para desplazar la platina en el plano horizontal, lo que permite posicionar con precisión el objeto bajo la lente del objetivo.
Principios de la microscopía y trayectoria de los rayos
Dado que la investigación se realiza con luz transmitida, la preparación histológica debe ser extremadamente fina y transparente. Otra característica es que la óptica forma una imagen invertida.
La luz sigue una trayectoria estrictamente definida desde la fuente hasta el ojo del investigador:
- Fuente de luz.
- Espejo (dirige el flujo hacia arriba).
- Diafragma y condensador (limitan y enfocan los rayos sobre el objeto).
- Preparación.
- Objetivo (forma una imagen inicialmente ampliada).
- Tubo óptico (transmite la imagen).
- Ocular (transmite la imagen para la percepción visual).
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Cuál es el significado físico del uso de aceite de cedro?
El significado físico de utilizar aceite de cedro en la microscopía de inmersión radica en eliminar el cambio brusco en el índice de refracción de los rayos de luz en el medio aéreo. Se aplica una gota de aceite sobre el cubreobjetos, colocándola entre el objetivo y la preparación; esto elimina la capa de aire. Al utilizar un objetivo de inmersión, el aumento se incrementa hasta 1000 veces.
¿Cuál es el poder de resolución del microscopio óptico?
El poder de resolución es la distancia mínima entre dos puntos visibles por separado. En el microscopio óptico es de aproximadamente 0,25 µm.
Asimismo, para la microscopía óptica se indican los siguientes valores:
| Parámetro | Significado |
|---|---|
| Resolución teórica | 0,2 µm |
| Resolución práctica | 0,4 µm |
¿Qué tipos de aberraciones del objetivo existen, además de la esférica?
Además de la aberración esférica, en el sistema óptico del microscopio se producen distorsiones cromáticas y la curvatura de campo. Para compensar estos defectos se emplean tipos especiales de objetivos:
- Acromáticos: corrigen el cromatismo para dos colores.
- Apocromáticos: corrigen el cromatismo para tres colores.
- Objetivos planos (plan-objetivos): eliminan la curvatura de campo.
La trayectoria de los rayos se recuerda fácilmente de abajo hacia arriba: Fuente → Espejo → Condensador/Diafragma → Preparación → Objetivo → Tubo óptico → Ocular.
Preguntas de clases y exámenes
¿Cómo calcular el aumento total del microscopio?
Es necesario multiplicar el valor del aumento del objetivo por el valor del aumento del ocular. Por ejemplo, un objetivo de 40x y un ocular de 10x proporcionan un aumento total de 400 veces.
¿Para qué se utiliza el aceite de cedro?
Se utiliza al trabajar con objetivos de inmersión (aumento de ×90). El aceite se aplica sobre el cubreobjetos y sirve como medio en el cual se sumerge la lente del objetivo.
¿Qué lado del espejo elegir al trabajar con una lámpara de mesa?
Se debe utilizar la superficie cóncava del espejo. Ayuda a concentrar los rayos divergentes de la fuente de luz artificial.
¿Por qué es necesario cerrar el diafragma con poco aumento?
La reducción de la abertura del diafragma con poco aumento es necesaria para limitar el flujo luminoso y eliminar la aberración esférica.
Qué más repasar sobre el tema
- Principio de funcionamiento de los objetivos secos y de inmersión
- Aberración esférica y métodos para su corrección
- Reglas de posicionamiento del objeto en la platina
- Características de la formación de la imagen invertida
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