Les propriétés les plus importantes du microscope

Le propriétés du microscope Les plus remarquables sont le pouvoir de résolution, le grossissement de l'objet d'étude et la définition.

Le microscope est un instrument qui a évolué au fil du temps, grâce à l’application de nouvelles technologies pour offrir des images incroyables, bien plus complètes et claires, des différents éléments faisant l’objet d’études dans des domaines tels que la biologie, la chimie, la physique, etc. médecine, parmi beaucoup d'autres disciplines.

La haute définition des images pouvant être obtenues avec des microscopes à technologie avancée peut être vraiment impressionnante. De nos jours, il est possible d'observer les atomes de particules avec un niveau de détail inimaginable il y a des années.

Il existe trois principaux types de microscopes. Le plus connu est le microscope optique ou optique, un appareil composé d’une ou deux lentilles (microscope composé).

Il y a aussi le microscope acoustique, qui fonctionne en créant l'image à partir d'ondes sonores à haute fréquence et de microscopes électroniques, qui sont classés à leur tour dans des microscopes à balayage (SEM, microscope électronique à balayage) et effet tunnel (STM, microscope à effet tunnel).

Ces derniers fournissent une image formée par la capacité des électrons à "passer" à travers la surface d'un solide au moyen de ce qu'on appelle "l'effet tunnel", plus commun dans le domaine de la physique quantique.

Bien que la conformation et le principe de fonctionnement de chacun de ces types de microscopes soient différents, ils partagent une série de propriétés qui, bien que mesurées de différentes manières dans certains cas, sont encore communes à tous. Ce sont à leur tour les facteurs qui définissent la qualité des images.

Les propriétés communes du microscope

1- Puissance de résolution

Il est lié au minimum de détails qu'un microscope peut offrir. Cela dépend de la conception de l'équipement et des propriétés du rayonnement. Habituellement, ce terme est confondu avec la "résolution" qui fait référence au détail réellement atteint par le microscope.

Pour mieux comprendre la différence entre le pouvoir de résolution et la résolution, il faut tenir compte du fait que le premier est une propriété de l'instrument en tant que tel, défini plus largement comme "la séparation minimale des points de l'objet sous observation pouvant être perçue dans des conditions optimales"(Slayter et Slayter, 1992).

En revanche, la résolution est la distance minimale entre les points de l’objet étudié effectivement observés, dans les conditions réelles, qui auraient pu être différentes des conditions idéales pour lesquelles le microscope a été conçu.

C’est pourquoi, dans certains cas, la résolution observée n’est pas égale au maximum possible dans les conditions souhaitées.

Pour obtenir une bonne résolution, il faut, outre la puissance de résolution, de bonnes propriétés de contraste, à la fois du microscope et de l'objet ou de l'échantillon à observer.

 2- Contraste ou définition

Cette propriété fait référence à la capacité du microscope à définir les bords ou les limites d'un objet par rapport à l'arrière-plan où il se trouve.

C'est le produit de l'interaction entre le rayonnement (émission de lumière, énergie thermique ou autre énergie) et l'objet étudié, c'est pourquoi contraste inhérent (le spécimen) et contraste instrumental (celui du microscope lui-même).

C'est pourquoi, grâce à la graduation du contraste instrumental, il est possible d'améliorer la qualité de l'image, de manière à obtenir une combinaison optimale des facteurs variables qui influencent un bon résultat.

Par exemple, dans une erreur optique, l'absorption (propriété qui définit la clarté, l'obscurité, la transparence, l'opacité et les couleurs observées dans un objet) constitue la principale source de contraste.

3- grossissement

Également appelé degré d’agrandissement, cette fonction n’est rien d’autre que la relation numérique entre la taille de l’image et la taille de l’objet.

Généralement désigné par un chiffre accompagné de la lettre "X", un microscope dont le grossissement est égal à 10000X offrira une image 10 000 fois plus grande que la taille réelle de l'échantillon ou de l'objet observé.

Contrairement à ce que l'on pourrait penser, le grossissement n'est pas la propriété la plus importante d'un microscope, car un ordinateur peut avoir un niveau de grossissement assez élevé mais une très mauvaise résolution.

De ce fait découle le concept de grossissement utilec'est-à-dire le niveau d'augmentation qui, combiné au contraste du microscope, fournit réellement une image de haute qualité et de netteté.

D'autre part, grossissement vide ou faux, se produit lorsque le grossissement maximal utile est dépassé. À partir de ce moment, malgré le fait de continuer à augmenter l'image, plus d'informations utiles ne seront pas obtenues mais, au contraire, le résultat sera une image plus grande mais floue puisque la résolution reste la même.

La figure suivante illustre ces deux concepts de manière claire:

Le grossissement est beaucoup plus grand dans les microscopes électroniques que dans les microscopes optiques qui atteignent une augmentation de 1500X pour les plus avancés, atteignant les premiers jusqu'à des niveaux de 30000X dans le cas des microscopes de type SEM.

Comme pour les microscopes à effet tunnel (STM), la plage de grossissement peut atteindre 100 millions de fois la taille de la particule et il est même possible de les déplacer et de les placer dans des tableaux définis.

conclusion

Il est important de souligner que, selon les propriétés expliquées ci-dessus de chacun des types de microscopes mentionnés, chacun a une application spécifique, ce qui permet de tirer parti de manière optimale des avantages et des bénéfices liés à la qualité des images.

Si certains types ont des limites dans certains domaines, ils peuvent être couverts par la technologie des autres.

Par exemple, les microscopes électroniques à balayage (MEB) sont généralement utilisés pour générer des images à haute résolution, en particulier dans le domaine de l'analyse chimique, à des niveaux impossibles à atteindre avec un microscope à lentille.

Le microscope acoustique est utilisé plus fréquemment dans l'étude des matériaux solides non transparents et de la caractérisation cellulaire. Il détecte plus facilement les espaces vides dans un matériau, ainsi que les défauts internes, les fractures, les fissures et autres éléments cachés.

Pour sa part, le microscope optique classique est encore utile dans certains domaines scientifiques pour sa facilité d'utilisation, son coût relativement faible et ses propriétés qui génèrent encore des résultats bénéfiques pour les études en question.

Références

1. Imagerie par microscopie acoustique. Récupéré de: smtcorp.com.
2. Microscopie Acoustique Extrait de: soest.hawaii.edu.
3. Réclamations vides - Faux grossissement. Extrait de: microscope.com.
4. Microscope, comment les produits sont fabriqués. Extrait de: encyclopedia.com.
5. Microscopie électronique à balayage (SEM) par Susan Swapp. Extrait de: serc.carleton.edu.
6. Slayter, E. et Slayter H. (1992). Microscopie Electronique et Lumière. Cambridge, Cambridge University Press.
7. Stehli, G. (1960). Le microscope et comment l'utiliser. New York, Dover Publications Inc.
8. Galerie d'images STM. Extrait de: researcher.watson.ibm.com.
9. Comprendre les microscopes et les objectifs. Récupéré de: edmundoptics.com
10. Plage de grossissement utile. Extrait de: microscopyu.com.