Microscopie
Les microscopes optiques sont des appareils de mesure polyvalents. Ils sont de plus en plus précis et fournissent des images d’objets ou de structures d’échantillons dont la taille est souvent inférieure au pouvoir de résolution des yeux humains.
La microscopie moderne a changé le monde à bien des égards. La médecine moderne serait difficilement concevable sans le grossissement au microscope des cellules et d’autres objets.
La microscopie a également permis d’améliorer les liens entre la recherche et l’industrie. Les microscopes sont par exemple très utilisés dans le domaine de la recherche sur les matériaux, afin d’étudier la structure et les propriétés des matériaux. Cela permet de développer de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies et d’améliorer la productivité.
Chaque secteur d’application spécifique nécessite des types de microscopes particuliers. Les lunettes monoculaires, binoculaires et trinoculaires ne sont qu’une petite sélection. Il est également important de connaître l’éclairage adapté aux différents modèles de microscopes afin d’obtenir des images parfaites.
Contenu
Objectifs planachromatiques
Les objectifs planachromatiques présentent l’avantage, par rapport aux objectifs plus simples, de corriger également la courbure de champ. Il en résulte une image nette sur l’ensemble du champ de vision. Grâce à leur netteté constante, ces objectifs sont particulièrement adaptés à la microphotographie et à l’examen minutieux d’objets.
Ouverture numérique
L’Ouverture numérique (NA) permet de caractériser la luminosité et la capacité de résolution d’un objectif. Elle est calculée à partir de la moitié de l’angle d’ouverture de l’objectif (α) et de l’indice de réfraction du milieu (n) situé entre la lentille frontale et la lamelle couvre-objet (généralement de l’air ou de l’huile). NA = n – sin α. Plus la valeur de l’Ouverture numérique est élevée, plus un objectif est capable de fournir une meilleure résolution pour l’échantillon.
condensateur
En termes simples, un condensateur permet d’éclairer l’objet de manière homogène et veille à ce que la source lumineuse projette le plus de lumière possible sur l’objet. Pour obtenir la résolution maximale de l’objectif, le condensateur utilisé doit avoir une Ouverture numérique supérieure ou égale à celle-ci. Le contraste, la Profondeur de champ et la résolution sont réglés à l’aide du diaphragme d’ouverture. Elle se trouve sous le condenseur.
Comment fonctionnent les microscopes ?
Les Microscopes stéréoscopiques forment une image distincte de l’objet dans chaque œil. Les deux yeux perçoivent l’échantillon sous un angle légèrement différent, ce qui crée un effet de stéréoscopie. Le cerveau humain combine les deux images en une seule avec une certaine profondeur, ce qui donne une impression presque spatiale.
Grâce à leur grande plage de zoom et à leur large profondeur de champ, elles conviennent à l’examen des pierres précieuses. Ils permettent d’observer les propriétés internes et de contrôler les caractéristiques externes telles que la taille et le polissage. Un autre domaine d’application est le contrôle de qualité des produits électroniques, de mécanique de précision et en plastique.
Le site Microscope binoculaire produit une image avec un seul objectif et la rend visible pour les deux yeux, mais il ne permet pas d’observer l’objet dans l’espace. Les microscopes binoculaires sont idéaux pour les examens biologiques, notamment la microscopie d’objets à faible contraste, par exemple l’observation de micro-organismes, de globules rouges ou l’analyse du sang selon Enderlein. Il est également utilisé pour identifier différentes structures cellulaires ou pour effectuer des analyses d’eau (hydrobiologie) dans les cours d’eau et les stations d’épuration.
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Optimale Vergrößerung mit erstklassigen Okularen und Objektiven
Das Okular ist dem Auge des Betrachters am nächsten. Während das Okular an der Gesamtvergrößerung des Mikroskops beteiligt ist, hat es hingegen keinen Einfluss auf die Auflösung. Üblicherweise besitzen Okulare eine Vergrößerung von 5x, 10x, 15x, 16x, 20x.
Das Objektiv liefert das vergrößerte, seitenverkehrte reele Zwischenbild. Bei der Wahl der Objektive ist häufig unklar, was die Bezeichnungen Vergrößerung, Maßstabszahl, Sehfeldzahl und Auflösung bedeuten und welche Rolle sie spielen.
Okular und Bildfeld
Um das vom Objektiv in der Maßstabszahl abgebildete Bild betrachten zu können, wird das Bild mit Hilfe eines Okulars vergrößert. Dies entspricht der Funktion einer Lupe. Die verwendeten Okulare sind auch entscheidend für das Bildfeld. Dies ist der Bereich der Probe, welcher im Mikroskop beobachtet werden kann.
So wird der Wert errechnet: 10 (Sehfelzahl) : 40 (Maßstabszahl) = 0,25 mm. Das bedeutet, dass der Durchmesser des Bildfelds – mit den verwendeten Okularen und Objektiv – 0,25 mm groß ist. Die Fläche des Bildfelds ergibt sich dann zu rund 0,05 mm².
Das Bildfeld ermöglicht die beobachteten Objekte grob zu vermessen. Für ein großes Bildfeld kommen Weitfeldokulare zum Einsatz, da diese eine höhere Sehfeldzahl aufweisen.
Objektive und Gesamtvergrößerung
Die Bildqualität eines Mikroskops hängt hauptsächlich von der Qualität der Objektive ab. Während Okulare eine Vergrößerung aufweisen, vergrößern Objektive das Bild an sich nicht. Vielmehr bilden Objektive das Objekt in einem Abbildungsmaßstab ab. Z.B. erzeugt ein Objektiv mit einer Maßstabszahl von 40 ein Bild des Objekts mit einem Abbildungsmaßstab von 40:1.
So wird der Wert errechnet: 10x (Okular)∗ 40x (Objektiv) = 400-fache Mikroskop-Vergrößerung.
Die speziellen Planachromatischen Objektive haben gegenüber einfacheren Objektiven den Vorteil, dass zusätzlich die Bildfeldwölbung behoben ist. Dadurch ergibt sich über das gesamte Bildfeld ein scharfes Bild.
Die Auflösung, die Maßstabszahl, die numerische Apertur (NA) und der Kondensor
Die Auflösung eines Mikroskops ergibt sich durch das verwendete Objektiv. Die Auflösung bedeutet, wie groß der Abstand zwischen zwei Strukturen mindestens sein muss, um diese Strukturen getrennt zu erkennen. Entscheidend dafür ist die numerische Apertur (NA). Diese ergibt sich aus dem Öffnungswinkel des Objektivs und dem Brechungsindex des umgebenden Mediums.
Für die Auflösung ebenfalls entscheidend ist die Wellenlänge (λ) des verwendeten Lichts beim Mikroskopieren. Wird eine weiße Lichtquelle genutzt, wird mit einer Wellenlänge von λ = 550 nm gerechnet, da dies der Wert für die höchste Augenempfindlichkeit ist.
Objektiv und Maßstabszahlen
Für die Mikroskopie werden in der Regel mehrere Objektive mit unterschiedlichen Maßstabszahlen verwendet. Diese sind meist in ansteigender Maßstabszahl am Objektivrevolver geordnet. Mit steigender Maßstabszahl vergrößert sich in der Regel die Nummerische Apertur, wodurch sich die Fokuslänge reduziert. Das bedeutet, dass sich der Abstand zwischen Objektiv und Objekt mit ansteigender Maßstabszahl verkleinert.
Wir empfehlen beim Mikroskopieren nur Objektive eines Herstellers zu verwenden. Diese sind in der Regel parfokal abgeglichen. Das bedeutet, dass bei Wechsel der Objektive der Fokus nahezu erhalten bleibt und das Objekt kaum scharf gestellt werden muss.
Maximale Auflösung erreichen
Um die maximale Auflösung des Objektivs zu ermöglichen, ist es notwendig, dass der verwendete Kondensor eine größere oder gleichgroße numerische Apertur hat. Besitzt der Kondensor hingegen eine geringere numerische Apertur, muss dies in der Berechnung der Auflösung (d) berücksichtigt werden. (Hat der Kondensor hingegen eine größere Nummerische Apertur muss diese nicht in der Berechnung berücksichtigt werden.)
Wert errechnen (d = λ / (NA Kondensor + NA Objektiv): Verwendet wird ein Objektiv 40x NA 0,65 und ein Kondensor NA 1,25. Dadurch ergibt sich: d = 550 / (2 · 0,65) = 423 nm
Das Ergebnis bedeutet: Um zwei Strukturen mit dem verwendeten Objektiv unterscheiden zu können, müssen diese mindestens 423 nm voneinander getrennt sein.
Un éclairage adapté
Pour observer les objets, un éclairage est indispensable. Pour simplifier, il existe deux types d’éclairage :
- Éclairage par transmission : dans ce cas, la source lumineuse et l’optique d’observation se trouvent de part et d’autre de l’objet. La lumière traverse ainsi l’objet ou l’Échantillon.
- Éclairage par réflexion : dans ce type d’éclairage, l’objet est éclairé par le côté où se trouve également l’optique d’observation. Cela permet d’examiner des objets qui ne sont pas transparents ou de les utiliser pour l’examen de pierres précieuses.
Utiliser la méthode du contraste de phase
Le système à contraste de phase est fréquemment utilisé sur nos microscopes binoculaires. Le Contraste de phase est une méthode d’imagerie utilisée pour les objets ou les échantillons très fins. Dans ces échantillons, en cas d’observation en fond clair, il n’y a pratiquement pas de détails ou de contrastes. De tels Échantillons sont particulièrement étudiés en histologie, en médecine légale et en analyse environnementale. Le système à contraste de phase sert à mettre en évidence les différences de phase. En effet, l’œil humain ne peut pas reconnaître la phase ou les différences de phase.
Structure : Le système à contraste de phase se compose d’un objectif et d’un condensateur spéciaux, qui comportent chacun ce qu’on appelle un anneau de phase. En positionnant le condensateur, ces anneaux de phase peuvent être superposés. Pour garantir l’appariement entre l’objectif et le condenseur, ces deux éléments doivent provenir du même fabricant. Grâce aux anneaux de phase, il est possible de visualiser les différences de phase, mais il faut savoir que l’intensité lumineuse est perdue. C’est pourquoi une source lumineuse à forte intensité est nécessaire. La vidéo « How to use » décrit comment cela se passe dans la pratique.
Voir la vidéo sur le contraste de phase
Différences entre la lumière claire, le Champ sombre et le Contraste de phase
| Champ clair | Champ sombre | Contraste de phase | |
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| Principe de l’image |
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| Pour quels échantillons ? |
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| Avantages |
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| Inconvénients |
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Aperçu des méthodes de cartographie
Sources de lumière pour la microscopie
Une grande variété de sources lumineuses est utilisée pour la microscopie. En règle générale, on utilise des lampes halogènes ou des LED. Sur les microscopes simples, la lumière ambiante peut également être concentrée au moyen d’un miroir. Grâce à des éclairages pouvant être positionnés librement, tels que des anneaux lumineux ou des Sources de lumière froide, il est également possible d’effectuer l’éclairage latéralement.
Avantage : haute efficacité lumineuse, prix avantageux, idéal pour la microscopie en lumière transmise
Cliquez iciÉclairage à LED
Avantage : forte intensité lumineuse, adapté aux échantillons thermosensibles, idéal pour l’Éclairage latéral.
Cliquez iciÉclairage en col de cygne
Avantage : éclairage précis et flexible, pratiquement pas de rayonnement infrarouge, idéal pour les échantillons sensibles à la chaleur et la gemmologie
Cliquez ici
Domaines d’application typiques
Les microscopes sont utilisés dans de nombreuses industries
Le domaine d’application joue un rôle important dans l’achat d’un microscope. Car, en fin de compte, l’essentiel est que le microscope que vous achetez soit adapté à votre secteur d’application. Nos microscopes ont été conçus pour des applications médicales et biologiques en laboratoire, dans l’industrie ou dans le domaine de la recherche. Ils sont également utilisés à des fins de diagnostic, de contrôle de qualité, d’essai des matériaux et d’enseignement. Nous proposons également un microscope à lumière réfléchie, notamment pour l’identification et l’analyse des assemblages en acier et d’autres métaux, ou pour le contrôle qualité. Vous trouverez également chez nous de nombreux microscopes à pierres précieuses de haute qualité pour les examens gemmologiques.
N‘hésitez pas à vous renseigner : dans notre tableau, nous avons établi un aperçu de nos microscopes, avec les domaines d’application que nous recommandons.
Microscopes Domaines d’application
Conseils pour le nettoyage des composants optiques
Les surfaces optiques accessibles (lentilles avant, lentilles arrière de l’oculaire, lentilles avant du condenseur) doivent normalement être nettoyées avec un détergent doux.
- Un papier de nettoyage pour optique ou un chiffon blanc en lin (tous deux non pelucheux) conviennent à cet effet.
- Un bâtonnet en bois entouré de coton médical peut également être utilisé.
- Une légère humidification avec de l’eau distillée peut être utile pour le nettoyage. Le nettoyage s’effectue toujours par des mouvements circulaires du centre vers les bords. Les peluches et la poussière peuvent être éliminées à l’aide d’un soufflet, comme on en trouve dans les magasins d’appareils photo.
- En cas d’adhérence tenace de saleté ou de graisse, il est parfois possible d’utiliser de l’essence de lavage à usage médical. L’avantage est qu’il s’évapore facilement et ne pénètre donc pas dans les fissures ou les joints. La peinture n’est pas endommagée en raison de la courte durée d’action du produit.
- La housse anti-poussière fournie avec le microscope empêche l’instrument de s’empoussiérer en dehors des périodes d’utilisation.
Comment utiliser
Travailler avec les microscopes KRÜSS Optronic – Conseils de professionnels
Nous proposons des microscopes de haute qualité, réputés pour leur excellente qualité d’image. Nos microscopes de laboratoire peuvent être configurés individuellement. Il est ainsi possible de connecter une caméra à un microscope Trinoculaire pour réaliser des images et des films. De plus, d’autres modèles peuvent être utilisés de manière polyvalente dans l’enseignement, la recherche et la formation, ainsi que dans les domaines de la biologie, de l’histologie, de la médecine légale ou des essais de matériaux.
Utiliser les microscopes KRÜSS Optronic
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