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Lo scopo di queste pagine è quello di fornire delle nozioni basilari sui microscopi. Il lettore alla fine potrà, con cognizione di causa, addentrarsi nel campo della microscopia oltre che procedere, se interessato, ad un acquisto mirato.

Essendo un argomento monografico e riassuntivo consigliamo di consultare gli altri titoli di questa serie o l’originale.

Nato nel 1600 è uno strumento che permette di osservare oggetti e particolari di dimensioni ridotte, cosa che altrimenti non sarebbe possibile ad occhio nudo.

E’ realizzato da due gruppi ottici “ l’ obiettivo e l’oculare, questi sono opportunamente accoppiati fra loro in modo che gli ingrandimenti prodotti dall’obbiettivo sono moltiplicati dagli ingrandimenti prodotti dall’oculare determinando così l’ingrandimento totale.

L’osservazione al microscopio deve fornire delle informazioni utili relative all’oggetto in esame e per tale motivo che il campione a volte deve essere preparato o illuminato in modo specifico o disposto in modo tale per potere evidenziare al massimo i vari particolari.

Per quanto si cerchi di migliorare le tecniche costruttive dei vari componenti che realizzano un microscopio ottico è teoricamente impossibile aumentare il potere risolutivo oltre un certo valore.

Cioè è impossibile osservare due punti fra loro vicini che distino fra loro meno di una certa distanza limite. Questa distanza limite dipende dal tipo di luce che colpisce l’oggetto e varia da 0,27 a 0,21 um ( millesimi di millimetro ) se la luce è bianca o violetta.

Tenendo presente che l’occhio nudo può distinguere come limite due punti distanti 0,1 mm risulta che i massimi ingrandimenti possibili con un microscopio ottico teoricamente risultano pari a

parte ottica meccanica o supporto illuminazione

Questi gruppi funzionali, comuni a tutti i microscopi, devono essere progettati e costruiti in relazione all’oggetto da osservare e in che modo deve essere visto.

Abbiamo due modi di osservazione ben distinti che caratterizzano due classi di strumenti.

Osservazioni per trasparenza : la luce attraversa il corpo in esame delineandone i contorni. L’oggetto viene ridotto in lamine sottili tanto da risultare trasparente alla luce, viene poi appoggiato su di un vetrino e posto fra l’obiettivo e il fascio di luce.

Il colore naturale o apportato appositamente al campione in esame, il tipo di luce che lo attraversa ( sia come gamma che quantità ) oltre al modo di essere inviata permettono l’osservazione dei particolari del soggetto in esame. Questo è il sistema classico per osservazioni a forti ingrandimenti utili in biologia e campi affini.

Osservazioni per riflessione : la luce colpisce l’oggetto, viene riflessa evidenziando i particolari. Osservazione più intuitiva e classica utilizzata per bassi ingrandimenti in tutti i settori compresa l’industria.

In tutti i casi la luce può essere quella ambiente o generata da una fonte luminosa dedicata.

L’osservazione può essere diritta con l’oculare posizionato in modo perpendicolare all’oggetto o con l’oculare posto a 45°.

Possiamo osservare con un solo occhio ( osservazione monoculare ) o con ambedue ( osservazione binoculare ).

L’osservazione binoculare può essere stereoscopica dove si hanno due camini ottici differenti che corrispondono a due obiettivi distinti, o normale. In questo secondo caso l’obbiettivo è unico con un solo camino ottico sdoppiato vicino agli oculari. Solo con una osservazione stereoscopica si possono valutare le profondità dell’oggetto in esame.

L’immagine che si osserva nell’oculare dipende dallo schema ottico, cioè dalle caratteristiche dei componenti, in che modo sono accoppiati fra loro, e come viene trasmessa la luce.

Ci sono microscopi dove l’oggetto appare diritto come se si leggesse una pagina di un libro: questi sono chiamati anche per osservazione, sono normalmente usati per il controllo e comunemente operano con bassi ingrandimenti.

In altri l’oggetto appare capovolto oppure capovolto e invertito, come i classici microscopi per biologia e simili, dove il campione da osservare è talmente piccolo che non interessa se sul vetrino è messo con la testa a sinistra e questa si vede a destra. Ciò non incide sulla qualità della immagine ne tanto meno sull’esame della stessa.

L’utilità del microscopio è quella di fornire delle informazioni che devono essere realmente utili, cioè “ cosa si vuole vedere “ e questo dipende unicamente da quanto si deve ingrandire l’oggetto e come si deve osservarlo. Abbiamo i microscopi per biologia capaci da 20 a più di 1.000 ingrandimenti e quelli per osservazione che permettono ingrandimenti da 3 a 100 volte.

Il cambio degli ingrandimenti si ottiene sostituendo o l’obiettivo o l’oculare o ambedue contemporaneamente.

Dobbiamo fare una premessa. I microscopi per biologia sono, nella maggioranza dei casi, realizzati secondo delle norme specifiche dettate dalla “ società internazionale di microscopia “ norme che stabiliscono la lunghezza del camino ottico, il diametro degli oculari, il filetto degli obiettivi. Questo permette di sostituire e usare obiettivi o oculari di marche diverse sullo stesso microscopio e anche altri accessori. Queste norme valgono solo per i microscopi per biologia e solo in pochissimi casi vengono disattese. Mentre per i microscopi stereo le varie case costruttrici operano senza norme specifiche.

Nei microscopi per biologia si ruota il tamburo a “ revolver “ porta obiettivi o si sostituisce l’oculare. Mentre negli stereoscopi ogni costruttore propone un suo sistema per cambiare gli obiettivi.

Sugli obiettivi viene sempre riportato il fattore di ingrandimenti, indicato con il simbolo “ X “.

Altre indicazioni sono l’apertura numerica , che può essere compresa fra 0,20 e 1,5 e indica la luminosità dell’obiettivo.

Vale una regola pratica per una corretta osservazione : il prodotto della coppia oculare - obiettivo deve essere compreso fra 500 e 1.000 volte l’apertura numerica. Per esempio un obiettivo a bagno d’olio da

90 X con una apertura numerica pari a 1,25 potrà essere usato per osservazioni con fattori di ingrandimento da 625 a 1.250.

In molti casi vengono riportati sull’obbiettivo con simboli dettati dal singolo costruttore, il tipo, la lunghezza del camino ottico e il modo di lavoro. Tutti questi dettagli vengono approfonditi in altri volumi di questa serie.

Esistono anche microscopi per biologia a obiettivo a zoom con fattore di zoom da 1 - 3 a 1 – 6 , questi sono poco diffusi per problemi costruttivi, mentre il sistema a zoom ha maggior diffusione negli stereoscopi.

Nei microscopi per biologia il fuoco dell’obiettivo è quasi a contatto con l’oggetto, a volte per forti ingrandimenti è meno di 1 mm.

Nei microscopi per osservazione, sia monoculari che stereoscopi, la distanza di messa a fuoco aumenta fino ad arrivare nei modelli più comuni fino a 4 – 9 cm.

Questo è un dato molto importante da tenere in considerazione da chi deve usare degli utensili per lavorare sul pezzo in esame.

Negli stereoscopi di ultima concezione realizzati per il settore medicale e che si stanno diffondendo nel campo industriale ci sono modelli che hanno una distanza di lavoro pari a 20 - 30 cm.

La meccanica del microscopio deve essere precisa e solida. Per questi motivi è sempre stata realizzata in modo più compatto possibile. L’osservazione di campioni con dimensioni ridotte posti su dei vetrini o piccole superfici ha determinato la costruzione di meccaniche con sbalzi dell’ordine di 7 – 10 cm. Anche gli stereoscopi hanno seguito questa via con meccaniche di foggia diversa ma con sbalzi simili.

Attualmente le esigenze sono cambiate e molti professionisti devono lavorare su superfici sempre più grandi come quadri o schede elettroniche, oppure, come nel settore medico, con osservazioni su corpi umani.

La struttura o supporto classico si è perciò evoluta. Ci sono produttori che offrono meccaniche di nuova concezione che permettono sbalzi di 20 - 30 cm utilizzabili sia con i biologici che con gli stereoscopi.

Poi grazie alla inventiva di piccoli produttori o artigiani che adattano il corpo del microscopio ad altri supporti più versatili,si sono realizzati nuovi modelli capaci di soddisfare le richieste provenienti dal mondo del lavoro.

Il corpo o la meccanica dei microscopi e degli stereoscopi deve essere solida, robusta e resistente nel tempo, normalmente è in alluminio, o in ottone. Le basi possono essere anche in ferro o altro metallo pesante. I microscopi per biologia devono avere la regolazione della messa a fuoco normale e anche micrometrica. Questo è un parametro importante che qualifica uno strumento come professionale e non come giocattolo o da studio. La regolazione dello spostamento micrometrico può essere coassiale allo spostamento grosso o normale, o anche indipendente.

Il tipo di fonte luminosa, pur essendo un parametro importante per l’osservazione, non influisce sulla scelta ed è solo importante per i microscopi per usi particolari, dove è necessaria una specifica illuminazione. Nella maggioranza dei casi la presenza di un illuminatore è solo indice di comodità.

Negli stereoscopi utilizzati per usi industriali, l’illuminazione non dovrebbe essere vincolata al corpo dello strumento, in questi casi una comune lampada con braccio flessibile permette di illuminare l’oggetto dalla posizione desiderata.

Nel caso di microscopi per biologia gli obiettivi che superano i 40X dovrebbero essere molleggiati per evitare che urtando contro il vetrino lo spezzino. Anche la presenza di obiettivi ad immersione e di oculari con reticolo o con scala, qualificano lo strumento.

Altri accessori come il tavolino traslatore, il porta filtri , il diaframma a iride sono indispensabili per chi lavora per trasparenza.

Gli oculari se trattati antiriflesso o a campo largo danno maggior valore allo strumento.

I microscopi presenti in Italia sono tutti di fabbricazione estera in quanto, attualmente, manchiamo di una industria ottica. Per qualsiasi evenienza, perciò è consigliabile usufruire della esperienza di ditte che operano da diversi anni in questo settore.

Bisogna tener presente che usando oculari dotati di scala o reticolo graduato il microscopio permette di misurare il pezzo in esame, oppure di contare quante particelle sono depositate su di una certa area,. Esistono comunque microscopi specifici per queste operazioni.

L’evoluzione tecnologica ha aggiunto, poi, ai microscopi un altro oculare dove applicare una telecamera, questo è un accessorio utile che però crea dei problemi, in quanto il costruttore non indica la dimensione del sensore della telecamera per la quale ha calcolato il gruppo ottico. Ne risulta che l’immagine vista sul monitor appare ingrandita maggiormente di quella osservata tramite l’oculare. Questo è un problema per chi opera a bassi ingrandimenti 5 – 20 volte. La telecamera può benissimo venir applicata anche quando non esiste l’oculare dedicato e molte volte con risultati migliori.

Un professionista, il ricercatore o un appassionato che vogliano avere il desiderio di indagini approfondite dovranno possedere, per forza di cose, più di uno di questi strumenti per il fatto che, anche se questi sono versatili, sono comunque specifici.

Per altri scopi, la scelta deve tener presente l’uso particolare e gli ingrandimenti che si vogliono ottenere. Uno studente in medicina, un medico, dovranno orientarsi su microscopi per biologia. Chi si occupa di botanica, mineralogia, zoologia, scienze naturali dovrà usare uno stereoscopio capace di una ampia gamma di ingrandimenti con illuminazione per riflessione e per trasparenza.

I tecnici che operano nei settori industriali come meccanica, oreficeria, orologeria, elettronica e anche odontotecnica, dovranno orientarsi sullo stereoscopio, possibilmente a fuoco lungo e con uno sbalzo notevole. In questi campi gli ingrandimenti utili vanno dai 5 alle 40 volte.

Per il neofita, che si avvicina al mondo della microscopia o per passione o per curiosità, è consigliabile che il primo microscopio sia uno stereoscopio per un semplice motivo: è uno strumento di uso semplice e intuitivo, dà grandi soddisfazioni e permette di collegare quanto si vede con il mondo circostante.

Il passaggio al biologico avverrà una volta preso dimestichezza con il mondo della microscopia e ci si sente pronti ad operare con i vetrini.

Questo evita di andare incontro a delle delusioni che possono distogliere il neofita da questa scienza.

Attualmente in commercio si trovano strumenti abbastanza economici con caratteristiche che solo qualche hanno fa erano una prerogativa dei modelli costruiti dalle case più famose.

La scelta è più impegnativa riguarda la parte ottica: in questo caso è consigliabile affidarsi alla capacità e serietà di operatori seri e onesti. Ricordarsi che sul mercato ci sono ottiche che come qualità e prezzo possono venir paragonate ad auto vetture di elevato prestigio e prerogativa di pochi, ma esistono molte ottiche che compiono bene il proprio lavoro come molte automobili di piccola cilindrata. Consigliamo di lasciare i microscopi più sofisticati ai professionisti o a chi fa della ricerca.

Una parola và spesa per l’acquisto di un modello di occasione o usato. In questo settore non esistono saldi o fine serie, il microscopio perde poco valore nel tempo e chi ne possiede uno valido difficilmente lo vende o lo sostituisce, comunque è anche possibile reperire dei buoni modelli usati.

Chi opera nel settore, ha più convenienza ad utilizzare un microscopio vecchio come parti di ricambio che venderlo completo.