Microscope

Le microscope permet de voir des objets ou des matériaux d'une façon agrandie. Il permet d'étudier et de voir par exemple sur un écran LCD des objets très petits, comme des plantes ou des insectes. Le microscope est une aide essentielle dans la biologie, la médicine et la science de la matière. Le microscope se compose fondamentalement de deux composants optiques, l'objectif et l'oculaire qui sont connectés par le tube.

L'équipement du microscope se compose normalement d'une source de lumière intégrée dans le pied qui illumine le condensateur (lentille ou système de lentilles), et qui peut être réglée. Le condensateur du microscope est un système de lentilles ou de miroirs compliqué qui transmet l'image à l'objectif. L'objectif du microscope offre une image réelle agrandie de l'objet; image qui à nouveau est agrandie avec l'oculaire. Pour pouvoir observer l'objet avec les deux yeux, le microscope est équipé normalement avec deux oculaires (microscope binoculaire). En plus, il intègre un équipement d'illumination, une platine et un pied.

Dans la plage de lumière UV on obtient une résolution spécialement haute. D'un côté, la courte longueur d'onde UV obtient une meilleure résolution, et de l'autre côté, la préparation absorbe de la lumière UV (par exemple des protéines et des aminoacides). Cela implique qu'on obtient plus de contraste que dans d'autres longueurs d'one. De cette façon, il est possible d'observer d'une façon nette des organelles et d'autres structures petites sans besoin d'utiliser une procédure de contraste.

Plus d'information sur les définitions importantes associées au microscope:

Microscope: Agrandissements

L'agrandissement est le résultat de multiplier l'augmentation de l'objectif avec l'augmentation de l'oculaire. Par exemple : le Microscope binoculaire: augmentation de l'oculaire de 12,5 et augmentation de l'objectif entre 0,8 et 4,0. Le résultat de l'augmentation totale atteint de 10 à 50 augmentations.

Zoom – Augmentations

La plupart des microscopes stéréo disposent d'un réglage continu et variable des augmentations, réglé par une roulette latérale.

Distance de travail

Il est très bon qu'il y ait une distance libre entre l'objet à mesurer et la lentille la plus basse du microscope. La distance entre 80 et 120 millimètres, selon le type de construction du microscope, est idéale. Quelques modèles spéciaux travaillent à une distance entre 200 et 250 millimètres. Des bonnes optiques ont d'habitude entre 10 et 25 millimètres à 40 augmentations.

Champ de vision

La base est le diamètre de l'image qui émet le microscope avec 10 augmentations. Cela est une caractéristique de qualité de toute optique et peut être vérifiée par le personnel non expérimenté. Regèle générale: "Moins est l'augmentation, plus grand est le champ de vision".

Rapport entre la profondeur de champ et les augmentations

La profondeur de champs est l'espace d'avant et derrière du plan mis au point sur lequel l'image apparaît nette. La profondeur de champ dépend de différents facteurs et les augmentations du microscope jouent un rôle essentiel à l'heure de déterminer la plage de distance. Règle générale: Plus grand est l'augmentation, plus basse doit être la profondeur de champ. La fonction de la composition d'image jeu un rôle important dans la microscopie. La microscopie numérique permet la création la plus efficace d'images complètement nettes.

Profondeur de champ

Un microscope stéréo montre d'habitude avec peu d'augmentations, une profondeur de champ d'environ 10 millimètres qui augmente considérablement l'impression de l'image plastique.

Réglage de la résolution et le contraste de l'image microscopique

En dessous de la platine du microscope, on trouve un condensateur qui se compose d'un système de lentilles et un iris, composé d'un diaphragme d'ouverture. La fonction de ce diaphragme utilisant la méthode à champ claire, se base sur la préparation optimale de la lumière du microscope pour l'objet correspondant. Si on ouvre le diaphragme du microscope, augmentation de la résolution au même temps qu'on diminue le contraste. Si on ferme le diaphragme, il se produit le contraire: il diminue de la résolution mais il augmente le contraste. La fonction du diaphragme d'ouverture permet de trouver l'équilibre optimal entre la résolution et le contraste. Dans le microscope de contraste de phases le diaphragme d'ouverture n'a pas aucune fonction, et s'ouvre complètement pour éviter des défauts dans la méthode de contraste.

Changement aux objectifs plus grands

Placez les cellules de votre préparation que vous souhaitez analyser avec attention, au centre de l'image, déplaçant pour cela la platine, pour que quand vous changez l'objectif, vous le trouvez à nouveau. Tournez le révolver et sélectionnez l'objectif le plus grand. Dans la plupart des cas, la nouvelle image est d'habitude assez nette. Vous réglerez la netteté grâce à la roulette micrométrique. Si vous changez à l'objectif suivant, suivez les mêmes étapes.

Ce que vous devez tenir en compte avec des grandes augmentations

Si vous devez augmenter beaucoup l'image, notez que le diaphragme ne doit pas être très fermé, car vous observerez des lignes doubles et l'image était floue. Dans ce cas, vous devez ouvrir le diaphragme. De l'autre côté, si le diaphragme est ouvert complètement l'image peut sembler faible, dans le sens qu'on ne peut pas distinguer rien. Dans ce cas, on devrait fermer un peu le diaphragme. Si l'image continue à sembler faible, l'oculaire ou l'objectif sont probablement sales et vous devez les nettoyer.

Réglage de l'image nette

Fermez le diaphragme du condensateur vers la moitié. Déplacez lentement la platine vers l'objectif, utilisant pour cela la roulette micrométrique au même temps que vous regardez à travers de l'oculaire. Quand vous commencer à distinguer les cellules de votre objet, réglez la netteté de l'image utilisant la roulette micrométrique. Réglez aussi l'illumination avec la roulette correspondante. Si votre microscope ne permet pas de régler l'illumination, fermez un peu le diaphragme du condensateur si l'image est trop claire ou ouvrez-le si l'image est obscure.

Cette vidéo montre comment observer des surfaces avec le microscope pour ordinateurs. Le PCE-MM 200 montre des objets en temps réel jusqu'à 200 augmentations sur un écran de PC. On obtient des images brillantes grâce aux 8 LED incorporés. L'objet est illuminé bien sous tous les angles. En plus, la régulation de lumière est continue. Vous pouvez utiliser aussi le microscope comme caméra web. Vous pouvez utiliser ce microscope, par exemple dans le domaine de l'enseignement, pour que les enfants observent des détails non visibles de plantes, des objets en miniature ou des petites créatures. Vous pourrez également utiliser le microscope PCE-MM 200 comme aide pour les collectionneurs de monnaie ou de timbres. Une autre application est le logiciel qui permet de calibrer le microscope avec un modèle de millimètres et de pouces. Cela permet de mesurer les distances d'une façon confortable dans votre PC. Plus d'informations sur notre microscope USB.

Le champ d'utilisation des microscopes et des caméras microscopiques est pratiquement illimité.

Il existe aussi des éléments supplémentaires pour les microscopes: kit de logiciel (logiciel et câble de données) pour la transmission directe de la visualisation au PC.

Utilisation des microscopes

Il peut souvent y avoir deux erreurs déterminantes durant l'utilisation des microscopes:

- Un grossissement trop élevé a été réglé. Pour l'observation de sections d'objets simples, transparents un grossissement d'entre 50x et 300x est suffisant pour un débutant. Un grossissement plus élevé est seulement nécessaire pour l'observation des objets coupés avec un microtome, qui sont par conséquent très fins. De cette façon des grossissements très élevés (x 1.000 et supérieurs) s'utiliseront pour l'observation des analyses de sang.

- La préparation se détériore avec un faux réglage de l'objectif des microscopes. Avec des grossissements supérieurs il est possible de régler d'abord brièvement la clarté avant que l'objectif n'affecte la préparation. Par conséquent, pour un réglage approprié, l'objectif sera dirigé sur la préparation fermé. Après il sera possible de voir avec l'oculaire et de régler la clarté avec soin.

Exemples d'usage de quelques modèles de nos microsopes

Nettoyage des microscopes

Une des conditions nécessaires pour obtenir des images nettes est que l'optique des microscopes soit propre. Le problème principal est celui de la poussière. D'un côté elle gêne au moment de visualiser l'image avec les microscopes, et d'un autre elle raye la surface en verre et abîme l'engrenage et la surface de glissement des microscopes. Il faut donc, comme mesure des plus importantes à adopter, protéger les microscopes de la poussière pour éviter des dommages dans les microscopes. Pour cela il est important de couvrir les microscopes avec une couverture douce et facile à nettoyer après chaque usage et nettoyer régulièrement la couverture pour éviter que la poussière pénètre dans les microscopes. De même il est important que les ouvertures de la platine porte-échantillons soient aussi toujours couvertes. Il est important de faire la différence entre différents types de saleté au moment de nettoyer les éléments optiques des microscopes: les particules de poussière (déchets de verre des couvre-objets, restes textiles, etc.) et la saleté en général (traces de doigts, etc.).

Parties essentielles des microscopes

Les microscopes modernes peuvent être composés de différents éléments. Dans l'image ci-dessous, nous vous énumérons les parties les plus importantes des microscopes.

Les microscopes ont les éléments suivants

Le pied est la base des microscopes, sur lequel reposent les autres éléments. Le support du tube est une colonne, sur laquelle sont fixées l'optique et la platine. Le tube est presque toujours situé en oblique, rarement verticalement, dans la partie supérieure des microscopes. Le support pour travailler, qui a une perforation au centre s'appelle platine. Pour régler la netteté, il a normalement deux roues, la roue de réglage micrométrique et celle du réglage micrométrique. Tous les autres éléments des microscopes qui s'utilisent pour l'illumination et le grossissement sur l'échantillon, font partie de l'optique. Il faut regarder à travers l'oculaire qui se trouve dans le tube. Sur l'échantillon se trouvent les objectifs fixés au révolver pour pouvoir les changer instantanément. Sous la platine des microscopes il y a un système de lentilles appelé condensateur. Pour illuminer les échantillons on utilise la source de lumière ou un miroir.

Observations pour l'utilisation d'un microscope

- Placez le microscope droit et sécurisé.
- Branchez le microscope au secteur.
- Abaissez la platine jusqu'à sa position la plus basse.
- Sélectionnez le plus petit objectif du révolver.
- Placez le porte-objets de façon à ce que l'objet soit placé au centre de la platine.
- Relevez la platine vers l'objectif. Vérifiez sur le côté que le couvre-objets en verre ne soit pas écrasé.
- Corrigez l'illumination avec le diaphragme. Plus il est fermé, plus l'image sera nette.
- Sélectionnez ensuite l'objectif le plus grand. L'objet doit pouvoir se voir clairement. Dans le cas contraire, centrez-le à nouveau en utilisant un objectif plus petit.
- Effectuez la mise au point avec soin car la distance jusqu'à l'objet est inférieure. Illuminez-le un peu avec le diaphragme.
- Effectuez la mise au point de l'image en faisant tourner petit à petit le réglage macrométrique et micrométrique.
- Il est peut-être nécessaire de déplacer un peu le porte-objets pour centrer le champ de vision.

Les microscopes stéréoscopiques s'utilisent surtout pour observer les caractéristiques intérieures d'un objet. L'usage d'une optique stéréo permet à nos yeux de voir l'image d'un même objet dans deux angles différents. Cela crée une impression en trois dimensions, c'est-à-dire, une impression spatiale.

Grossissement du microscope

Le grossissement du microscope est le produit de la multiplication du grossissement de l'objectif et du grossissement de l'oculaire. Exemple: microscope à zoom stéréo: un oculaire 12,5 grossissements et un zoom de l'objectif 0,8 jusqu'à 4,0 grossissements produisent un agrandissement total d'entre 10 et 50 grossissements etc.

Grossissement zoom

La plupart des modèles du microscope stéréo permettent de régler l'augmentation continue, à anneau strié extérieur.

Profondeur du champ

Les microscopes stéréoscopiques montrent fréquemment une profondeur de champ de 10 mm, avec peu de grossissements, ce qui augmente considérablement l'effet d'une image plastique.

Distance de travail

Elle est bonne s'il existe une distance de travail entre le matériau à observer et la lentille de l'objectif inférieur du microscope. Habituellement, l'idéal se situe entre 80 et 120 millimètres selon le modèle du microscope. Le microscope de travail spécial fournit une distance d'entre 200 et 250 millimètres. Pour une bonne optique, elle est normalement d'entre 20 et 25 millimètres avec une augmentation de 10.

Champ de vision

Le critère est le diamètre de l'image du microscope observée avec une augmentation de 10. C'est une caractéristique de qualité de chaque optique et il peut être vérifié même par du personnel non spécialisé. Règle générale: plus le grossissement est petit, plus le diamètre du champ de vision est grand.

Rapport entre la profondeur du champ et l'augmentation

La netteté de la profondeur est la plage de la distance avant et arrière du plan focal, où l'image apparaît "nette". Alors que la netteté de la profondeur dépend de différents facteurs, l'augmentation du microscope joue un rôle important dans la détermination de la magnitude de cette plage de distance. En général: plus l'augmentation est élevée, plus la netteté de la profondeur est faible. La fonction de composition de l'image jour un rôle important dans la microscopie et le microscope numérique permet de créer des images nettes sur toute la surface de façon bien plus efficace.

Régler la résolution et le contraste de l'image microscopique

Sous le plateau du microscope se trouve le condenseur qui est composé d'un système de lentilles et d'un diaphragme d'iris. La fonction de ce diaphragme dans le processus normal de lumière est la préparation optimale de la lumière du microscope pour l'objectif correspondant. Si l'ouverture du diaphragme du microscope s'ouvre, la résolution à contraste décroissant augmente. Lorsqu'il est fermé, on peut observer qu'au contraire, la résolution diminue avec une augmentation simultanée du contraste. La fonction d'ouverture du diaphragme est donc de régler un compromis optimum entre la résolution et le contraste pour l'échantillon correspondant. Pour le microscope à contraste de phase ou à champ obscur, l'ouverture du diaphragme n'a aucune fonction et c'est pourquoi dans ce processus de contraste il s'ouvre complètement pour éviter les pannes.

De quoi faut-il tenir compte pour travailler avec un microscope

- Les oculaires et les objectifs du microscope doivent être propres. Sinon, l'image ne sera pas nette.
- Activez l'éclairage.
- Le plus petit objectif devrait être placé sur la platine.
- Placez le plus petit objectif sur le plateau.
- Placez la préparation au centre, sur le porte-échantillons sur le condensateur.

Réglage d'une image nette

Fermez le diaphragme à moitié dans le condensateur. Faites bouger lentement à l'aide du mécanisme de macro mise au point, le plus petit objectif du microscope sur l'échantillon, en regardant par l'oculaire. Dès que vous pourrez reconnaître les cellules à travers l'objectif, réglez la netteté de l'image de façon plus précise avec le mécanisme de micro mise au point. Réglez aussi la clarté avec la touche de réglage pour l'éclairage en fixant une intensité de lumière qui vous est adéquate. Si votre microscope possède une illumination réglable, fermez un peu plus le diaphragme dans le condensateur si l'image est trop claire, ou alors ouvrez-le si l'image est trop sombre.

Fluorescence

La couleur verte des feuilles des plantes (la chlorophylle) avec l'excitation naturelle à la lumière à onde courte devient fluorescente dans une lumière intensive rouge. Pour l'observation de cette fluorescence primaire avec les microscopes aucune préparation n'est nécessaire. Dans une fluorescence secondaire les objets qui ne deviennent pas fluorescents sont marqués avec un colorant fluorescent. Un des colorants fluorescents connus est par exemple l'Acridine orange, qui avec l'excitation du noyau de la cellule dans une lumière bleue, montre une fluorescence verte. Etant donné que la fluorescence se produit uniquement avec la préparation du colorant fluorescent, on peut aussi parler d'une fluorescence induite.

Dans la fluorescence immunisée, un colorant fluorescent s'ajuste (il s'agit presque toujours du FITC = Fluorescéine-isothiocyanate) avec un anticorps. Ces anticorps peuvent se produire de façon très spécifique pour certaines structures biologiques. L'union du colorant se transmet pratiquement à travers l'anticorps. Ces colorations sont extrêmement sélectives, cependant, elles ne le sont pas autant que la fluorescence secondaire traditionnelle.

Changement dans les microscopes à de plus grands objectifs

Positionnez les cellules de l'échantillon que vous désirez observer avec plus de grossissement dans le centre de l'image, pour qu'au moment de changer l'objectif, vous puissiez le retrouver. Changez l'objectif du microscope en bougeant le révolver. La nouvelle image est presque toujours nette. Le réglage de la netteté s'obtient par le réglage micrométrique. Suivez le même processus pour mettre un objectif avec encore plus de grossissement.

A tenir compte en travaillant avec de forts grossissements

En travaillant avec de forts grossissements, les diaphragmes des microscopes ne doivent pas être trop fermés, car cela pourrait faire voir les lignes doubles et une image pas nette. Dans ce cas, vous devez ouvrir le diaphragme. Si le diaphragme est complètement ouvert, l'image peut apparaître faiblement, au point de pouvoir à peine la reconnaître. Dans ce cas il vous faudra fermer un peu le diaphragme. Si après avoir fait un réglage correct, vous avez encore une image faible, le problème vient probablement de l'oculaire ou de l'objectif des microscopes qui serait sale. Vous devrez alors nettoyer les lentilles correspondantes.

Microscopes stéréos à lumière reflétée et lumière transmise

Ces microscopes s'utilisent principalement pour visualiser des objets plus grands. Le domaine d'utilisation est par exemple l'analyse d'insectes, de plantes, de monnaies ou la vérification de matériaux. La plupart des microscopes à lumière reflétée ont une distance de travail de plus de 40 mm. Par conséquent, ces microscopes sont parfaits pour travailler avec de grands objets ou pour la vérification de matériaux. Normalement ces microscopes sont proposés en tant que modèles binoculaires.

Microscopes digitaux

La microscopie digitale est la paire de la microscopie conventionnelle. Les essais ne s'analysent pas directement à travers l'oculaire des microscopes, sinon qu'ils se présentent en tant qu'image virtuelle complète, qui, après avoir scanner totalement l'essai, apparaît à écran avec la résolution désirée. Un autofocus intégré garantit que l'image soit toujours bien centrée, et par conséquent nette. Les images produites avec le scanner se chevauchent automatiquement pour produire finalement une image complète. L'image finale virtuelle peut s'enregistrer sur une base de données.

Microscopes à lumière reflétée

Ces microscopes s'utilisent principalement pour observer des préparations transparentes et liquides. Le domaine d'utilisation est par exemple pour les analyses de sang, de cellules, des essais sur des plantes. Les microscopes classiques à lumière reflétée ont une distance de travail très infime, en dessous de 4 mm. Par conséquent, ce genre de microscopes est apte pour des préparations très fines.

Les préparations se posent sur le porte-échantillons et se couvrent avec le couvre-échantillons. Les microscopes à lumière reflétée ont normalement de nombreux grossissements (de 40 à plus de 1000 grossissements). Pour des études à 1000 grossissements il est nécessaire de mettre une goutte d'huile d'immersion pour fermer l'espace d'air situé entre le porte-échantillons et le couvre-échantillons. Des images de plus de 400 grossissements peuvent se voir avec n'importe quel appareil sans avoir besoin d'aucune technique spéciale. En changeant les oculaires les grossissements des microscopes à lumière reflétée peuvent s'augmenter.

Microscopes électroniques

Ce sont des microscopes qui utilisent des électrons au lieu de la lumière visible (photons) pour former des images de petits objets. Ce type de microscopes augmente la vitesse des électrons pour obtenir une longueur d'onde plus courte et avoir une plus grande résolution (les électrons ont une longueur d'onde assez inférieure à celle de la lumière visible et par conséquent ils peuvent désagréger des structures très petites) obtenant ainsi une capacité de grossissement allant jusqu'à 500000 grossissements en comparaison avec d'autres types de microscopes optiques. Les images d'origine obtenues sont en noir et blanc puisque l'on utilise des électrons au lieu de la lumière. Le faisceau électronique se produit avec une cathode de wolfram.

La meilleure résolution des microscopes modernes est aussi dans le meilleur des cas de 2 nm, et avec le REM de 3 nm, avec le TEM elle est même de 0,2 nm. Pour obtenir des structures plus fines, vous pouvez utiliser un microscope à effet tunnel ou un microscope à force atomique.

Microscopes monoculaires, binoculaires et trinoculaires

Les microscopes monoculaires sont les moins chers pour s'introduire dans le monde de la microscopie. Ils ne perdent pas de visibilité en n'utilisant qu'un seul objectif. Pour une visualisation prolongée et plus détendue il est préférable de travailler avec des microscopes binoculaires. En utilisant les deux yeux, la vision est plus détendue pendant plus de temps. Les microscopes binoculaires ont, en plus des éléments normalisés, une disposition de prismes plus complexe et une illumination plus puissante.

Pour des applications qui ont besoin de garder des images, il existe des microscopes trinoculaires. Il s'agit de microscopes binoculaires avec un tube supplémentaire. Cela permet de mettre une caméra USB qui enregistre les images. Les images enregistrées peuvent être transmises par la suite à un PC ou un portable. Il est aussi possible de connecter un micro oculaire aux microscopes binoculaires. Ce micro oculaire se pose simplement dans un des oculaires des microscopes. Le micro oculaire vous donne la possibilité de transformer à bon marché les microscopes en vidéos microscopes.

Exigences demandées aux microscopes

Selon l'usage que vous allez leur donner, il vous faudra être plus ou moins exigent sur l'équipement. Les microscopes normaux à 400 ou 600 grossissements ont en général une illumination suffisante. L'illumination spéciale comme un contraste de phase, un champ obscur et une illumination puissante halogène permettent une reconnaissance des détails des objets sans contraste, sans avoir besoin de teindre la préparation.