Anatomie du microscope : introduction

PARTIE 1

Les microscopes sont des instruments conçus pour produire des images visuelles ou photographiques agrandies de petits objets.Le microscope doit accomplir trois tâches : produire une image agrandie du spécimen, séparer les détails de l'image et rendre les détails visibles à l'œil humain ou à la caméra.Ce groupe d'instruments comprend non seulement des modèles à objectifs multiples avec objectifs et condenseurs, mais également des appareils à objectif unique très simples, souvent portatifs, comme une loupe.

Le microscope illustré à la figure 1 est un microscope composé simple inventé par le microscopiste britannique Robert Hooke dans les années 1660.Ce microscope magnifiquement conçu possède un objectif près du spécimen et est mis au point en tournant le corps du microscope pour rapprocher ou éloigner l'objectif du spécimen.Une lentille oculaire est insérée au sommet du microscope et, dans de nombreux cas, il y a une « lentille de champ » interne à l'intérieur du barillet pour augmenter la taille du champ de vision.Le microscope de la figure 1 est éclairé par la lampe à huile et le réservoir sphérique rempli d'eau, également illustrés sur la figure 1. La lumière de la lampe est diffusée lorsqu'elle traverse le réservoir et est ensuite focalisée sur l'échantillon avec une lentille fixée au réservoir. .Ce premier microscope souffrait d'aberration chromatique (et sphérique), et toutes les images vues en lumière blanche contenaient des « halos » de couleur bleue ou rouge.

Étant donné que de nombreux utilisateurs de microscopes s’appuient sur l’observation directe, il est important de comprendre la relation entre le microscope et l’œil.Nos yeux sont capables de distinguer les couleurs dans la partie visible du spectre : du violet au bleu en passant par le vert, le jaune, l'orange et le rouge ;l'œil ne peut pas percevoir les rayons ultraviolets ou infrarouges.L’œil est également capable de détecter des différences de luminosité ou d’intensité allant du noir au blanc et à toutes les nuances de gris intermédiaires.Ainsi, pour qu'une image soit vue par l'œil, l'image doit être présentée à l'œil dans des couleurs du spectre visible et/ou divers degrés d'intensité lumineuse.Les récepteurs oculaires de la rétine utilisés pour détecter la couleur sont les cellules coniques ;les cellules permettant de distinguer les niveaux d'intensité, et non de couleur, sont les cellules en bâtonnets.Ces cellules sont situées sur la rétine, à l’arrière de l’intérieur de l’œil.L'avant de l'œil (voir Figure 2), comprenant l'iris, la cornée incurvée et le cristallin, sont respectivement les mécanismes permettant d'admettre la lumière et de la focaliser sur la rétine.

Pour qu’une image soit clairement visible, elle doit s’étendre sur la rétine selon un angle visuel suffisant.À moins que la lumière ne tombe sur des rangées non adjacentes de cellules rétiniennes (en fonction du grossissement et de l’étalement de l’image), nous sommes incapables de distinguer des détails rapprochés comme étant séparés (résolus).De plus, il doit y avoir un contraste suffisant entre les détails adjacents et/ou l'arrière-plan pour rendre visible l'image agrandie et résolue.

En raison de la capacité limitée du cristallin à changer de forme, les objets rapprochés de l'œil ne peuvent pas voir leurs images se concentrer sur la rétine.La distance de visualisation conventionnelle acceptée est de 10 pouces ou 25 centimètres.

Il y a plus de cinq cents ans, de simples loupes en verre ont été développées.Il s'agissait de lentilles convexes (plus épaisses au centre qu'en périphérie).Le spécimen ou l'objet pourrait ensuite être focalisé à l'aide de la loupe placée entre l'objet et l'œil.Ces « simples microscopes » pourraient diffuser l'image sur la rétine par grossissement en augmentant l'angle visuel sur la rétine.

Le 'microscope simple' ou loupe a atteint son plus haut état de perfection, dans les années 1600, dans les travaux d'Anton von Leeuwenhoek qui était capable de voir des animaux unicellulaires (qu'il appelait 'animalcules') et même certains des bactéries plus grosses avec un simple microscope semblable à celui illustré à la figure 3. L'image produite par une telle loupe, tenue près de l'œil de l'observateur, apparaît comme si elle se trouvait du même côté de la lentille que l'objet lui-même.Une telle image, vue comme si elle se trouvait à dix pouces de l’œil, est connue sous le nom d’image virtuelle et ne peut pas être capturée sur film.