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Historia de la microscopĂ­a Q.C. Pamela Escobar Castillo


1011

Piedras de los copistas

1590

Jenssen

Primeras lentes

Galileo

1200 1000

1632

1670

Leeuwnhoek

RobertHooke

M. De campana

1600 1612 1665 1500

John Marshall

1700


1720

1801

Edmund Culpeper

Martin Drum

Cuff 1750

1840 1860 Dolond

Oberhauser

1800

1835

1890

Beck St Andrews

Leitz

1er microscopio binocular

1880

Zeiss191 1900

1915


1965

1975

Orthomat

Zeiss-Drum Microscopio electr贸nico

1970

Microscopio 贸ptico actual 1978


Mikrós: pequeño y skoopéo: observar, titulo acuñado por Jean Farber en 1624.

Microscopio es un instrumento diseñado para proporcionar imágenes amplificadas y así poder analizar a más detalle las características de los objetos. Actualmente podemos clasificarlos de la siguiente manera:

Microscopios Simples.

Lupa: monoculares Binoculares

Microscopios Compuestos.

De Luz U.V Fluorescentes

Contraste de fases Campo Obscuro Polarización


Microscopia Electr贸nica

De barrido (MEB)

De Transmisi贸n (MET) Microscopio confocal de barrido laser


Óptico

Microscopio (Sistemas)

Iluminación

Consiste en una serie de lentes divididos en 2 grupos: objetivos y oculares

Está dividido en 3 grupos: -Lámpara especial -Lentes Estos concentran la luz -Espejos de la lámpara sobre el objeto microscópico que se quiere observar

Mecánico

Esta compuesto por dos partes importantes: Base y Soporte los cuales sostienen a los sistemas ópticos y de iluminación.


En el sistema óptico podemos decir que la amplificación total de un microscopio compuesto es el producto de las amplificaciones de sus lentes: objetivo y ocular. Ejemplo: Con un amplificador OBJETIVO de 40x (40 veces) y un amplificador OCULAR de 10x (10 veces) el total de la amplificación sería de: 40 x 10 = 400x


Óptica: Parte de la física que trata de los fenómenos de la visión y propagación de la luz. Se clasifica en dos partes:

◦ Óptica física: estudia la naturaleza ondulatoria o corpuscular de la luz. ◦ Óptica geométrica: estudia los rayos luminosos y fenómenos de propagación como reflexión o refracción.


Reflexión y Refracción de la Luz. 

Son fenómenos que ocurren en los rayos de luz (o luminosos), al chocar estos contra un cuerpo o si es transparente al atravesarlo. Dentro de la óptica se incluye el estudio de los espejos y los prismas.


¿Qué es la Luz?

Es una radiación o energía radiante de naturaleza electromagnética que viaja por el espacio a una gran velocidad y que es visible por el ojo humano en forma de colores o luz blanca (una mezcla de dos o más colores).


Esto significa que la luz está formada por colores y cada uno de ellos es una sucesión de ondas o vibraciones (al mismo tiempo eléctricas y magnéticas) ya que la luz se comporta como onda y como partícula.

A cada color le corresponde una longitud de onda (λ) la cual se mide en nanómetros.


Cuando la luz se desplaza adopta dos clases de movimiento: •Ondas •Partículas (fotones) Por lo tanto podemos decir que la luz está formada por grupos de fotones que se desplazan como si fueran ondas.


Dentro de la luz visible que podemos observar la 位 est谩 comprendida de entre 400nm a 700nm. A los colores rojos la 位 que les pertenece es de 700nm, mientras que a los violetas les corresponde una 位 de 400nm aproximadamente.


Espejo: es un cristal pulido que ha sido recubierto con un material reflejante (generalmente plata) por lo cual presenta una superficie reflectora de rayos luminosos. A este fenรณmeno se le llama: REFLEXIร“N DE LA LUZ

Los rayos son regresados en direcciรณn contraria de aquella en laque vinieron, o bien en un cierto รกngulo el cual depende de la inclinaciรณn del espejo.


Ley de Reflexiรณn: El รกngulo de reflexiรณn respecto al espejo serรก igual al รกngulo de incidencia.


Los microscopios utilizan dos tipos de espejos:

Planos

Cóncavos

Los espejos se montan lado a lado respectivamente en una sola pieza llamado ESPEJO PLANO-CÓNCAVO


Espejo c贸ncavo recibiendo un haz de rayos paralelos a su eje 贸ptico. Debido a la curvatura del espejo cada uno de los rayos son reflejados los cuales van a converger en un punto llamado FOCO.


Refracci贸n de la luz. Cuando un rayo pasa de un medio a otro este cambia su trayectoria.

Esto se debe a una reducci贸n o aumento en la velocidad del rayo luminoso. Las sustancias que lo producen reciben el nombre de refringentes (lentes del microscopio). Las lentes gracias a este fen贸meno pueden amplificar las im谩genes


Lentes: son discos de vidrios o sustancias refringentes, cuyas superficies generalmente son: c贸ncavas O convexas


Positivas o Convergentes: estas juntan los rayos que llegan paralelos al eje 贸ptico en un punto llamado FOCO


Negativas o Divergentes: separan los rayos que llegan paralelos al eje Ăłptico en un ĂĄngulo que depende de las caracterĂ­sticas del vidrio y de la curvatura de la superficie.


Para determinar cuánto son refractados los rayos, se debe tomar en cuenta que tanto son frenados, lo que depende de su densidad (índice de refracción IR).

Entre mayor sea la refringencia más se reduce la velocidad de la luz. IR = Va Vm

IR: índice de refracción Va: Velocidad de la luz al aire Vm: Velocidad de la luz en el medio en que se trate (vidrio, agua, etc.)


Refracción de la luz en base a sus ángulos de incidencia y refracción. Esto se basa en la ley de Snell .

Sen i = N Sen r n

N = n Sen i Sen r

Sen i: seno del ángulo de incidencia Sen r: seno del ángulo de refracción N: índice de refracción en el medio más denso N: índice de refracción en el medio menos denso

Dado que por lo general el medio menos denso es el aire y su IR es 1 (n=1) al medir los ángulos de incidencia y de refracción y calculando los senos correspondientes es más fácil calcular el IR de la sustancia más densa (N) ya que solo bastaría con dividir ambos senos de los ángulos


Poder de Refracción o Convergencia: es la capacidad de las lentes de refractar la luz, se mide en dioptrías. Para este valor se debe tomar en cuenta: 1. Material de la lente 2. Curvatura de su superficie 3. Grosor de la lente 

Una lente delgada o de superficie plana tiene un poder de refracción mucho menor que una lente gruesa en su centro y superficie curva, esto quiere decir que si se tiene un poder de refracción mayor o menor tiene que ver con el foco o punto de convergencia de los rayos, que tenga una distancia focal mas corta o más larga respectivamente


Los primas que se usa en los microscopios son triangulares. En algunos microscopios se usan prismas unidos entre sĂ­ formando asĂ­ un prisma cuadrangular. Estos van a permitir por un lado dejar pasar la luz y por el otro reflejarla, esto se utilizara para convertir una imagen en 2.


Reflexión total de la luz. Cuando un rayo de luz pasa de un medio más denso a uno menos denso, siguiendo una trayectoria en ángulo, parte de la luz se refleja hacia el interior del vidrio y parte atraviesa la superficie saliendo al exterior (siguiendo un ángulo determinado por los principios de refracción)

Sin embargo cuando el rayo llega a la superficie en ángulo muy rasante la luz ya no pasa en lo absoluto y la reflexión es TOTAL


En el caso de los espejos comunes la superficie reflejante se encuentra del otro lado del vidrio o sea en la parte posterior lo cual causa cierta aberraci贸n en los rayos que tienen que atravesar

En el caso de los prismas esto no ocurre ya que la luz penetra en un 谩ngulo recto al vidrio.


Haciendo pasar un rayo de luz a cierta distancia de una de las aristas de los prismas y en un cierto 谩ngulo de incidencia se puede lograr que la luz se descomponga en colores fundamentales.

Esto es de utilidad para analizar la composici贸n qu铆mica de muchas sustancias y por lo cual se utilizan en aparatos como espectrofot贸metros etc.


En los microscopios se puede presentar este fenómeno ya que las imágenes se vuelven confusas y difíciles de observar y en apareciendo colores en los bordes de los objetos a esto se le llama ABERRACIÓN CROMÁTICA.


Este efecto se produce de forma natural por la curvatura de las lentes o tambiĂŠn es causado por ralladuras, raspaduras, etc. Las luces azules al refractarse mĂĄs que las rojas tienen su foco o punto de convergencia mĂĄs cerca. El efecto final es que resulta imposible enfocar la imagen, porque si enfocan los colores rojos se desenfocan los azules y viceversa.


Aberración esférica. Estas se producen debido a que las lentes tienen superficies esféricas. Las imágenes se ven borrosas. Esta aberración se puede eliminar por medio de un diafragma ya que solo deja cruzar los rayos centrales.


Las imágenes permanecen nítidas y claras pero se encuentran deformadas.

Todas lasa lentes tienden a producir estos defectos: Lentes convergentes  Efecto Barril Lentes divergentes Efecto cojín


Se produce porque los rayos de luz, al rozar los contornos de un cuero tienden a sufrir un cambio de direcci贸n, como si la luz quisiera rodear o abrazar al cuerpo esto causa una serie de sombras que si se pretende amplificarlo el resultado ser谩 acabar viendo luces y sombras.

Los rayos difractados son indispensables para que se forme una imagen.

Entre menor sea el espacio entre una estructura y otra mayor ser谩 la difracci贸n


Cuando un rayo luminoso atraviesa ciertos cuerpos o materiales traslucidos llamados polarizadores, la estructura interna molecular de dichos materiales impiden el movimiento en casi todas las direcciones, permiti茅ndolo solo en una direcci贸n, a esto se le llama plano de polarizaci贸n (horizontal o vertical)


El uso de las lentes divergentes en los microscopios compuestos ser谩 la de corregir problemas 贸pticos como las aberraciones y distorciones.


Eje óptico en lentes con 2 superficies esféricas (biconvexas menisco – cóncavas y menisco – convexas) se define como la línea imaginaria que pasa por los dos centros de la curvatura.

Eje óptico con cara plana (plano convexas y plano cóncavos): la línea imaginaria perpendicular a la cara plana pasa por el centro de la curvatura de la cara esférica.


El rayo pasa por el centro de la lente (dicho rayo no se desvía) sigue la trayectoria ACB . El rayo viaja paralelo al eje óptico: éste al refractarse debe pasar por el foco situado del otro lado de la lente siguiendo la trayectoria ADB que pasa por F2. lo interesante es que los dos rayos parten del mismo punto A (origen) del objeto observado y acaban juntándose de nuevo en el punto B. esto permite suponer que todos los rayos que parten del punto A del objeto y lleguen a pasar por la lente convergerán en dicho punto B iluminándolo intensamente con el color original que tenía en el punto A


Cuando en una lente biconvexa se coloca un objeto más alejado que la distancia focal, se obtiene una imagen invertida y de mayor tamaño (lente de objetivo). En cambio si el objeto se sitúa más lejos que el doble de la distancia focal, la imagen será invertida real pero de menor tamaño


En el microscopio la imagen que forma el objetivo se va a proyectar en el aire a una determinada altura, bien definida dentro del tubo del microscopio.

1. Esta imagen será mayor e invertida (debido a que la preparación se sitúa ligeramente más lejos que la distancia focal. 2.La imagen se vuelve a amplificar por medio de una segunda lente (ocular)


El incremento de la imagen del microscopio se calcula multiplicando las amplificaciones de ambos sistemas de lentes (oculares y objetivos) •Amplificación de los oculares van desde 5x a 15x •Amplificación de los objetivos: 2.6 a 100x M= (M1)(M2) M= Amplificación total M1= amplificación de los objetivos M2: amplificación de los oculares

En el laboratorio clínico se utilizan 4 tipos de objetivos: 4x -> Lupa 10x -> Seco débil 40x -> Seco fuerte 100x -> Inmersión


Algunos inconvenientes de estos microscopios:

-La Luz se divide para formar imĂĄgenes - Necesitan de una mejor iluminaciĂłn - Distancia inter pupilar diferente - Compensador de DioptrĂ­as.


- Para crear una imagen real es necesario hacer converger todos los rayos de luz que salen de un punto determinado del objeto (juntar los rayos en un punto de enfoque determinado).

- Los rayos emitidos por el objeto, no están dirigidos en una sola dirección sino que van en todas las direcciones y únicamente una mínima parte pasa por la lente. - Mientras más grande la lente mayor cantidad de rayos van a converger en el punto de enfoque y la imagen será más brillante. Sin embargo si la lente no está corregida algunos rayos de luz, particularmente los que pasan cerca de los bordes deben ser eliminados ya que producirán aberraciones formando imágenes borrosas - Al eliminar dichos rayos la imagen pierde brillantez, pero gana enfoque y nitidez; esto se logra mediante Diafragmas.


Es una lamina o laminas pintadas de negro con un agujero central de tamaño adecuado, ajustable que se acciona en el exterior. Este agujero está diseñado para permitirle el paso únicamente a los rayos centrales que sí convergen en el foco de la lente y por lo tanto crean una imagen más nítida. Tipos de Diafragmas. -Comunes o ajustables: eliminan los rayos periféricos. - De campo: eliminan una porción periférica o utilizable de la imagen


• Diámetro del orificio por donde penetra la luz en un instrumento óptico. • En una lente corresponde al diámetro de la misma. • Diafragma: es el diámetro mayor posible de esté. Apertura crítica o útil. Esta es determinada por el diafragma en la cual la lente da su mejor rendimiento.

Apertura numérica (A.N.) se refiere a la relación entre la apertura útil y la distancia focal. De este valor depende la capacidad del objetivo para crear imágenes amplificadas, nítidas y que muestran detalles ya que al captar más rayos difractados (A.N. mayor) el “objeto resulto” presenta más detalles. Entre mayor sea la A.N. de un objetivo, éste podrá resolver objetos más pequeños


Fuente de luz. Formado por la lámpara incandescente, voltaje de 6 a 12v. Tiene un filamento compacto. El voltaje y potencia se determina buscando mejores características de color, luminosidad y estabilidad de la iluminación.

Bulbo de la lámpara este generalmente se utiliza de cuarzo en vez de vidrio común. Una desventaja de este es que se afecta por la grasa de la piel. Es necesario que este internamente al vacio para evitar la oxidación del filamento. En algunas lámparas sustituyen el aire por un gas inerte que no permite la oxidación y alarga la vida de la lámpara. Estos gases suelen ser: Nitrógeno, Criptón y Argón o alguna combinación de estos. ---- Estos Proporcionarán una luz más blanca monocromática.


-Lámparas de tungsteno o halógeno.

- Colector: se utiliza para recolectar los rayos que emite la lámpara para concentrar toda la iluminación posible sobre la muestra y evitar tener focos muy potentes (+ caros y se calientan +)

Condensador. Hace que se produzca un círculo de luz uniformemente iluminado, sobre un fondo negro con bordes perfectamente definidos.


a) b) c) d) e)

f)

Características. Los ajustes deben ser precisos . Deben evitarse al máximo las vibraciones ya que perjudican la calidad de las observaciones. Los movimientos deben ser suaves y uniformes. Los ajustes de enfoque macro y micro deben estar sincronizados por cada 10 vueltas del tornillo micro dará una vuelta el macro. Estar protegido al máximo contra el polvo, humedad y agentes destructores causados por el medio. Deben estar diseñados para evitar daños causados por operadores inexpertos.


•Base. •Brazo o soporte general •Platina •Revólver •Ajuste macro •Ajuste micro •Porta condensador y ajustes •Ajuste interpupilar


Instrumentación Básica  

Unidad I Microscopia

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