miniaturadeimagen|250x250px|Microscopio óptico.Descripción:A) ocular, B) objetivo, C) portador del objeto, D) lentes de la iluminación, E) sujeción del objeto, F) espejo de la iluminación. Un microscopio óptico es un microscopio basado en lentes ópticas. También se le conoce como microscopio de luz (que utiliza luz o «fotones») o microscopio de campo claro. El desarrollo de este aparato suele asociarse con los trabajos de Anton van Leeuwenhoek. Los microscopios de Leeuwenhoek constaban de una única lente pequeña y convexa, montada sobre una plancha, con un mecanismo para sujetar el material que se iba a examinar (la muestra o espécimen). Este uso de una única lente convexa se conoce como microscopio simple, en el que se incluye la lupa, entre otros aparatos ópticos.
Historia
1590: Zacharias Janssen construye un microscopio con dos lentes convergentes. 1611: Johannes Kepler sugiere la manera de fabricar un microscopio compuesto. 1665: Robert Hooke utiliza un microscopio compuesto para estudiar cortes de corcho y describe los pequeños poros en forma de celdas a los que él llamó "células". Publica su libro Micrographia. 1674: Leeuwenhoek informa su descubrimiento de protozoarios. Nueve años después será el primero en observar las bacterias. 1828: William Nicol desarrolla la microscopía con luz polarizada. 1838: Schleiden y Schwann proponen la teoría de la célula y declaran que la célula nucleada es la unidad estructural y funcional en plantas y animales. 1849: J. Quekett publica un tratado práctico sobre el uso del microscopio. 1876: Ernst Abbe analiza los efectos de la difracción en la formación de la imagen en el microscopio y muestra cómo perfeccionar el diseño del microscopio. 1881: Retzius describe gran número de tejidos animales con un detalle que no ha sido superado por ningún otro microscopista de luz. En las siguientes dos décadas él, Cajal y otros histólogos desarrollan nuevos métodos de tinción y ponen los fundamentos de la anatomía microscópica. 1886: Carl Zeiss fabrica una serie de lentes, diseño de Abbe que permiten al microscopista resolver estructuras en los límites teóricos de la luz visible. 1908: Otto Heimstaedt y Heinrich Lehmann desarrollan el microscopio de fluorescencia. 1930: Lebedeff diseña y construye el primer microscopio de interferencia. 1932: Frits Zernike inventa el microscopio de contraste de fases. 1952: Georges Nomarski inventa y patenta el sistema de contraste de interferencia diferencial para el microscopio de luz.
Partes del microscopio óptico y sus funciones
Ocular: lente situada cerca del ojo del observador. Capta y amplía la imagen formada en los objetivos. Objetivo: lente situada en el revólver. Amplía la imagen, es un elemento vital que permite ver a través de los oculares. Cabezal: es la cabeza del microscopio que te permite obtener mejores tomas del objetivo. Condensador: lente que concentra los rayos luminosos sobre la preparación. Diafragma: regula la cantidad de luz que llega al condensador. Foco: dirige los rayos luminosos hacia el condensador. Tubo: es la cámara oscura que porta el ocular y los objetivos. Puede estar unida al brazo mediante una cremallera para permitir el enfoque. Revólver: Es el sistema que porta los objetivos de diferentes aumentos, y que rota para poder utilizar uno u otro, alineándolos con el ocular. Tornillos macro y micrométrico: Son tornillos de enfoque, mueven la platina o el tubo hacia arriba y hacia abajo. El macrométrico, permite desplazamientos amplios para un enfoque inicial y el micrométrico, desplazamientos muy cortos, para el enfoque más preciso. Pueden llevar incorporado un mando de bloqueo que fija la platina o el tubo a una determinada altura. Platina: Es una plataforma horizontal con un orificio central, sobre el que se coloca la preparación, que permite el paso de los rayos procedentes de la fuente de iluminación situada por debajo. Pinzas sujetadoras: Dos pinzas, sirven para retener el portaobjetos sobre la platina y un sistema de cremallera que permite mover la preparación. Puede estar fija o unida al brazo por una cremallera para permitir el enfoque. Brazo: Es la estructura que sujeta el tubo, la platina y los tornillos de enfoque asociados al tubo o a la platina. La unión con la base puede ser articulada o fija. Base o pie: Es la parte inferior del microscopio que permite que este se mantenga de pie.
Sistema de iluminación
En los microscopios de luz transmitida el sistema de iluminación aporta la luz que atravesará la muestra. Está compuesto por diferentes partes: la fuente de luz con la ayuda de una lente llamada colector, se representa en el plano del diafragma iris de abertura . Este diafragma se instala en el plano focal anterior del condensador y puede variar su abertura numérica. El diafragma iris dispuesto junto al colector es el diafragma de campo. La variación del diámetro del diafragma de campo permite obtener su imagen igual al campo visual lineal del microscopio. La abertura numérica del condensador supera, generalmente la de la abertura del objetivo microscópico: es la iluminación que permite ver mejor lo que queremos observar como las células o las membranas celulares entre otros.
Microscopio óptico compuesto
Un microscopio compuesto es un microscopio óptico con más de un lente. Se utilizan especialmente para examinar objetos transparentes, o cortados en láminas tan finas que se transparentan.
Principales elementos de un microscopio básico
thumb|350px|Diagrama simple de la óptica de un microscopio. Los microscopios de este tipo suelen ser más complejos, con varias lentes en el objetivo como en el ocular. El objetivo de estas lentes es el de reducir la aberración cromática y la aberración esférica. En los microscopios modernos el espejo se sustituye por una lámpara que ofrece una iluminación estable y controlable.
Los microscopios compuestos se utilizan para estudiar especímenes delgados, puesto que su profundidad de campo es muy limitada. Por lo general, se utilizan para examinar cultivos, preparaciones trituradas o una lámina muy fina del material que sea. Normalmente depende de la luz que atraviese la muestra desde abajo y usualmente son necesarias técnicas especiales para aumentar el contraste de la imagen.
La resolución de los microscopios ópticos está restringida por un fenómeno llamado difracción que, dependiendo de la apertura numérica (AN o ) del sistema óptico y la longitud de onda de la luz utilizada (), establece un límite definido () a la resolución óptica. Suponiendo que las aberraciones ópticas fueran despreciables, la resolución sería:
Normalmente, se supone una de 550 nm, correspondiente a la luz verde. Si el medio es el aire, la práctica máxima es de 0,95, y en el caso de aceite de hasta 1,5.
Ello implica que incluso el mejor microscopio óptico está limitado a una resolución de unos 0,2 micrómetros.
Poder separador, objetivos de inmersión y aumento útil
Poder separador De la teoría de la difracción sobre la formación de imágenes mediante un microscopio se obtiene que la distancia mínima entre dos puntos visibles por separado es:
Donde λ es la longitud de onda de la luz monocromática en la que se observa el objeto y A es la apertura del microscopio. Objetivos de inmersión El medio óptico líquido que rellena el espacio entre el objeto y el objetivo se le denomina líquido de inmersión. El índice de refracción de este es próximo al del vidrio (se utiliza agua, glicerina, aceites de cedro y de enebro, monobromonaftalina, entre otros).Microscopio compuesto - Monografias.com
Aunque todos los componentes que constituyen un microscopio son importantes, los objetivos son de suma importancia, puesto que la imagen, en definitiva, depende en gran medida de su calidad. Los mejores objetivos son aquellos que están corregidos para las aberraciones.
Las aberraciones
Son alteraciones ópticas en la formación de la imagen debidas a las propias lentes del objetivo
Aberraciones geométricas (efecto Keystone).Entrada en Google Books Aberraciones cromáticas.
Corrección de las aberraciones
Para evitar las aberraciones geométricas se construyen los llamados objetivos planos o plasmáticos, lo cual suele estar indicado en el propio objetivo con la inscripción PLAN. Los objetivos que están corregidos para las aberraciones cromáticas se denominan acromáticos (corregidos para el rojo y el azul), semi apocromáticos (corregidos para el rojo y el azul y tienen una mayor apertura numérica) y finalmente los apocromáticos (que son de mayor calidad y están corregidos para el rojo, el azul y el verde).
Aplicaciones del microscopio óptico
Este instrumento ha sido de gran utilidad, sobre todo en los campos de la ciencia en donde la estructura y la organización microscópica es importante, incorporándose con éxito a investigaciones dentro del área de la química (en el estudio de cristales), la física (en la investigación de las propiedades físicas de los materiales), la geología (en el análisis de la composición mineralógica y textural de las rocas) y, por supuesto, en el campo de la biología (en el estudio de estructuras microscópicas de la materia viva), por citar algunas disciplinas de la ciencia.
Hasta ahora se da uso en el laboratorio de histología y anatomía patológica, donde la microscopía permite determinadas aplicaciones diagnósticas, entre ellas el diagnóstico de certeza del cáncer, numerosas estructuras cristalinas, pigmentos, lípidos, proteínas, depósitos óseos, depósitos de amiloide, etc.
Microscopio estereoscópico o Estereomicroscopio
thumb|left|200px|Microscopio estereoscópico. En la platina se aprecia una concha de 4cm de diámetro. thumb|left|200px|Microscopio estereoscópico. El diseño de este instrumento, también llamado «lupa binocular», es distinto al del diagrama de más arriba y su utilidad es diferente, pues se utiliza para ofrecer una imagen estereoscópica (3D) de la muestra. Para ello, y como ocurre en la visión binocular convencional, es necesario que los dos ojos observen la imagen con ángulos ligeramente distintos. Obviamente todos los microscopios estereoscópicos, por definición, deben ser binoculares (con un ocular para cada ojo), por lo que a veces se confunden ambos términos. Existen dos tipos de diseño, denominados respectivamente convergente (o Greenough) y de objetivo común (o Galileo).
El diseño convergente consiste en usar dos microscopios idénticos inclinados un cierto ángulo uno con respecto a otro y acoplados mecánicamente de tal forma que enfocan la imagen en el mismo punto y con el mismo aumento. Aunque es un diseño económico, potente y en el que las aberraciones resultan muy fáciles de corregir, presenta algunas limitaciones en cuanto a modularidad (capacidad de modificar el sistema para poner accesorios) y la observación durante tiempos largos resulta fatigosa.
El diseño de objetivo común utiliza dos rutas ópticas paralelas (una para cada ojo) que se hacen converger en el mismo punto y con un cierto ángulo con un objetivo común a ambos microscopios. El diseño es más sofisticado que el convergente, con mejor modularidad y no genera fatiga en tiempos de observación largos. Sin embargo es más costoso de fabricar y las aberraciones, al generarse la imagen a través de la periferia del objetivo común y en un ángulo que no coincide con el eje óptico del mismo, son más difíciles de corregir.