Gli appassionati di scienze lo sanno bene. Osservare le cellule ad occhio nudo non è possibile. Ecco perché è necessario procurarsi un microscopio che vi consentirà di studiare le unità fondamentali di ogni organismo vivente. In questa guida vi daremo alcuni consigli per scegliere il miglior microscopio in base alle vostre esigenze e al budget che si ha a disposizione. Sotto la nostra lente le caratteristiche principali di questi apparecchi scientifici. Restate collegati.
Il microscopio ottico
I microscopi ottici si dividono in due categorie: i microscopi semplici e i microscopi composti. I primi vengono anche detti semplicemente lenti di ingrandimento.
La lente su cui poggiamo l’occhio per osservare il campione viene detta oculare. La lente collocata all’estremità del tubo portalenti prende, invece, nome di obiettivo.
La maggior parte dei microscopi presenta tre obiettivi, ognuno dei quali con un potere di ingrandimento differente. Il sistema ottico di un microscopio è costituito, dunque, dall’oculare, dal tubo e dagli obiettivi.
L’obiettivo ha la funzione di ingrandire l’oggetto mentre l’oculare ha il compito di rendere più grande l’immagine generata dall’obiettivo.
Il potere di ingrandimento di un microscopio è specificato sulle lenti. Quando troviamo, ad esempio, scritto 40x significa che il microscopio ha un ingrandimento pari a 40 volte. L’oculare ingrandisce ancora di più l’immagine che risulta già ingrandita dall’obiettivo.
Il potere di ingrandimento di un microscopio è dato dall’ingrandimento dell’obiettivo moltiplicato per l’ingrandimento dell’oculare.
I microscopi ottici sono caratterizzati da un sistema ottico e da un sistema di illuminazione. I sistemi di illuminazione possono essere semplici, ossia quelli caratterizzati soltanto da uno specchio che servirà a riflettere la luce del sole o della lampada sull’oggetto da esaminare, o anche complessi, ovvero quando sono costituiti da un condensatore e da un diaframma.
Il condensatore serve a far riflettere la luce sull’oggetto mentre il diaframma regola l’intensità della luce riflessa.
Per stativo si intende la struttura di sostegno del microscopio. Parliamo, dunque, della base di appoggio, del tavolino portaoggetti e del supporto agganciato al tubo portalenti. Sul supporto sono presenti: una vite macrometrica che serve ad avvicinare o ad allontanare il tubo portalenti al vetrino per mettere a fuoco l’oggetto da esaminare; una vite micrometrica per rendere migliore la messa a fuoco del campione.
L’osservazione del campione
L’oggetto, osservato mediante un microscopio, viene attraversato dalla luce che deriva dallo specchio e la sua immagine appare più grande grazie al sistema ottico. Quando si vuole mettere a fuoco ogni minimo dettaglio è il caso di utilizzare dei coloranti per meglio evidenziare i particolari.
Il campione da analizzare viene sistemato sul vetrino portaoggetti e coperto da un vetrino coprioggetti. Poi viene sistemato sul tavolino portaoggetti che prevede un foro per il passaggio della luce proveniente dallo specchio.
La luce raggiunge il vetrino e illumina l’oggetto che dobbiamo esaminare. Il vetrino risulta fissato al tavolino grazie a delle particolari molle fermavetrino.
La risoluzione
Si parla di potere di risoluzione per indicare la capacità di osservare come separati due punti vicini. L’occhio umano, ad esempio, ha un potere di risoluzione pari a 0,1 mm. I microscopi ottici, invece, hanno un potere di risoluzione pari a 0,3 millesimi di millimetro.
Chi necessita di osservare e distinguere dettagli più piccoli, deve scegliere un microscopio elettronico. In questo caso, al posto della luce, sono gli elettroni che attraversano l’oggetto da esaminare.
Le lenti
Tra gli elementi più importanti di un microscopio vi sono sicuramente le lenti in quanto ne condizionano le prestazioni. In commercio vi sono lenti in plastica che vengono utilizzate in particolare nei microscopi più economici o molto più simili ad un giocattolo. L’immagine non è nitida; si fa uso di apparecchi simili per questioni ludici o di svago. Le lenti in vetro sono invece indispensabili quando si utilizza un microscopio per motivi di studio o per ricerche scientifiche.
Le lenti in vetro di un microscopio devono essere di alta qualità in modo da correggere le aberrazioni ottiche che si vengono a creare quando la luce attraversa le lenti.
Le aberrazioni più importanti che vanno corrette sono due:
- le aberrazioni cromatiche: si vengono a creare degli aloni colorati ai bordi dell’immagine;
- le aberrazioni sferiche: i bordi dell’immagine o anche il centro si presentano sfocati.
Gli obiettivi acromatici, quelli alla fluorite e gli obiettivi apocromatici sono funzionali alle correzioni cromatiche. Gli obiettivi planari, invece, servono a correggere le aberrazioni sferiche.
Il microscopio elettronico
I microscopi elettronici, a differenza di quelli ottici, fanno uso di fasci di elettroni al posto della luce. Gli ingrandimenti risultano superiori rispetto a quelli che si possono ottenere con un microscopio ottico. Il funzionamento, invece, è molto simile a quello dei classici microscopi.
I microscopi elettronici si dividono in:
- microscopio elettronico a trasmissione (Trasmission Electron Microscope, Tem);
- microscopio elettronico a scansione (Scanning Electron Microscope, Sem).
In un microscopio elettronico a scansione gli elettroni attraversano il campione da esaminare e generano un’immagine ingrandita che può essere osservata su una lastra fotografica o su uno schermo fluorescente. Il campione viene preparato prima; il suo spessore deve essere pari a poche migliaia di angstrom. Un microscopio elettronico a trasmissione può ingrandire un oggetto fino a un milione di volte.
I microscopi elettronici a scansione invece esaminano la superficie di un campione in modo molto dettagliato. Ecco perché si parla di scansione: il campione viene esaminato pezzetto per pezzetto. Un simile apparecchio presenta un potere di ingrandimento pari a 100.000 e genera un’immagine tridimensionale.
In commercio ci sono anche i microscopi elettronici a scansione e a trasmissione, detti Scanning Transmission Electron Microscope (Stem), in grado di unire le proprietà e le caratteristiche di un microscopio elettronico a scansione con uno a trasmissione.
I microscopi elettronici a scansione e a trasmissione presentano una risoluzione molto più alta tanto da essere capaci di differenziare anche gli atomi di un campione.
Il microscopio Lcd
I microscopi più avanzati e sofisticati sono quelli che presentano un display Lcd al posto del classico oculare. Uno dei principali vantaggi di questi apparecchi sta nel fatto che non sia più necessario star abbassati sul microscopio per osservare un campione. L’oggetto viene anche fotografato o ripreso. Le immagini vengono memorizzate su una memoria locale e possono essere trasferite mediante un cavo Usb.
Con un microscopio Lcd l’osservazione del campione può essere effettuata da più persone contemporaneamente. E’ molto utile soprattutto all’interno delle scuole o anche a casa dove i genitori potranno affiancare i propri figli nelle prime osservazioni al microscopio.
Il microscopio collegabile al computer
Un altro modello molto gettonato negli ultimi tempi è quello del microscopio da pc, ossia collegabile al computer. Il collegamento avviene mediante un semplice cavo Usb. I microscopi sono caratterizzati da una fotocamera integrata che consentono di osservare l’immagine direttamente sullo schermo del computer.
Naturalmente ciò non vuol dire che non si possa procedere anche con l’osservazione classica. L’oculare ottico risulta, infatti, sempre presente anche nei microscopi da pc. I microscopi collegabili al pc sono molto usati nelle scuole in quanto permettono a più persone di osservare il campione.
La fotocamera da collegare al computer si può, però, aggiungere anche ad un classico microscopio trinoculare, ovvero quello caratterizzato da tre oculari. Il nostro consiglio è quello di optare per un microscopio classico quando non c’è necessità di dover condividere quanto si sta esaminando e osservando. In caso contrario si può optare per microscopi con oculari per pc o con display Lcd.
I materiali
Come per qualsiasi oggetto in commercio, anche per i microscopi è importante rendersi conto della qualità dei materiali costruttivi. I modelli migliori sono quelli in metallo perché più resistenti. I microscopi che invece presentano una struttura portante in plastica sono più fragili e sono più indicati per i bambini.
La scelta del giusto microscopio va sempre fatta in base al tipo di uso che dobbiamo farne. Un microscopio per studio o hobbistica non può essere paragonato a quello usato nei laboratori per questioni di ricerca scientifica ma nemmeno a microscopi per principianti o per bambini.
Occhio anche alle fasce di prezzo. I microscopi che costano intorno ai 50-100 euro sono solitamente giocattoli. Chi vuole acquistare un apparecchio per esaminare realmente campioni ed avere immagini nitide deve orientarsi verso prodotti dal costo compreso tra i 200 e i 400 euro. Molto più elevato il prezzo dei microscopi usati in ambito professionale, all’interno di laboratori: in questo caso il costo di un simile apparecchio si aggira intorno ai 1000 euro o anche più. Maggiore è il prezzo, superiore sarà la qualità delle lenti, del tavolo traslatore e del condensatore. Inoltre i microscopi più costosi sono anche caratterizzati da un maggior numero di oculari. I modelli di fascia alta presentano tre oculari; i modelli più economici ne presentano solo uno. I microscopi binoculari appartengono ad una fascia intermedia.
