Microscopio ottico: struttura, funzionamento e potere di risoluzione

Il microscopio ottico

Le cellule, a causa delle loro piccole dimensioni (dell’ordine di pochi micrometri) non sono visibili ad occhio nudo: è possibile osservarle invece grazie all’uso del microscopio ottico che ne ingrandisce l’immagine fino a circa 1000-1500 volte.
Il microscopio ottico composto è costituito da due sistemi di lenti biconvesse ed è fondato sul fenomeno della rifrazione delle radiazioni luminose. I raggi di luce nel passare da un mezzo ad un altro di differente densità (aria-lente) subiscono una deviazione o rifrazione e restituiscono di un oggetto, opportunamente collocato rispetto alla sorgente di luce e alla lente, un'immagine ingrandita.
Nella microscopia in campo chiaro il raggio di luce attraversa direttamente l'oggetto da osservare ed esso è visibile sullo sfondo chiaro.
La capacità di ingrandimento è condizionata dal limite di risoluzione dello strumento, che corrisponde alla distanza minima alla quale oggetti o punti molto vicini sono ancora distinguibili.
Per l’occhio umano, senza l’uso di lenti, il limite di risoluzione è di circa 0,1 mm; al di sotto di tale valore i due punti risultano indistinti. Con l’uso del microscopio il limite di risoluzione è spinto fino a 0,2 , ovvero 200 .

Il potere di risoluzione

Per potere di risoluzione si intende invece la capacità di vedere distinti due punti molto vicini. Essa evidentemente rappresenta l’inverso dei limite di risoluzione:

Il limite di risoluzione è dovuto non alle lenti, ma alla natura ondulatoria della luce: assume pertanto grande importanza nella microscopia la natura della sorgente luminosa.
Il limite di risoluzione si calcola mediante la frazione:

dove:

• [math] \lambda[/math]
  è la lunghezza d’onda della radiazione;
• [math]n[/math]
  è l’indice di rifrazione del mezzo attraversato dalla luce;
• [math] \alpha [/math]
  è l'angolo al centro del cono di luce che entra nel cono dell’obiettivo;
• [math] n \sin(\alpha) [/math]
  è l’apertura numerica.

Dipendenza di Lr in funzione dei parametri

Il valore di Lr varia al variare di ed è tanto più basso (viceversa la capacità di risoluzione è tanto più alta), quanto più piccolo è il valore di Il valore di può essere potenziato con l’uso d’olio da immersione fra l’obiettivo e il preparato. La presenza dell’olio comporta una nuova rifrazione delle radiazioni.