Una guida completa per tutto quello che c'è da sapere sugli obiettivi dei microscopi

Gli obiettivi del microscopio sono una parte fondamentale del sistema ottico di qualsiasi microscopio composto. I due componenti principali del sistema ottico di un microscopio sono l'oculare e l'obiettivo. In questo articolo rivediamo tutto sugli obiettivi dei microscopi.

Cos'è una torretta per obiettivi?

La torretta è l'assemblaggio che contiene più obiettivi. È ruotabile, così puoi facilmente passare da un obiettivo all'altro e cambiare l'ingrandimento per visualizzare il campione. È importante assicurarsi che, quando si ruota la torretta, l'obiettivo si incastri correttamente in posizione, garantendo la giusta messa a fuoco.

Cosa rappresentano i numeri su un obiettivo?

Ci sono tipicamente quattro numeri su un obiettivo. Se sull'obiettivo è presente anche la scritta "OIL", significa che si tratta di un obiettivo da immersione in olio e può essere utilizzato solo con olio da immersione (vedi il nostro articolo e video separato sull'argomento olio da immersione).

• Ingrandimento: Il numero in alto a sinistra è la potenza SOLO dell'obiettivo, da non confondere con l'ingrandimento totale. Ad esempio, 40 indica un obiettivo da 40x.
• lunghezza del tubo: Esistono diametri e lunghezze standard per il tubo ottico del microscopio che contiene l'oculare e attraverso cui la luce viaggia dall'obiettivo. Tuttavia, il termine "lunghezza del tubo" si riferisce alla lunghezza del percorso ottico interno, che è standardizzato per calcolare l'ingrandimento totale.
• Apertura numerica: L'apertura numerica di un obiettivo descrive la capacità di una lente di catturare la luce da un campione e di focalizzarla su un rivelatore o sull'oculare. Maggiore è l'apertura numerica, maggiore è la risoluzione e la capacità di distinguere tra oggetti ravvicinati nel campione.
• Spessore del vetrino di copertura: La specifica meno importante è lo spessore del vetrino di copertura. Questo è lo spessore presunto del vetrino al momento in cui sono stati progettati gli ottici.

Cosa significano i colori su un obiettivo?

Ogni obiettivo ha un anello colorato che funge da riferimento visivo rapido dell'intervallo di ingrandimento. La tabella sottostante elenca l'ingrandimento relativo e il suo colore corrispondente da 1x a 100x.

Ingrandimento	Colore
1x – 1.25x	Nero
1.6x – 2x	Grigio
2.5x – 3.2x	Rosso scuro
4x – 5x	Rosso
6.3x – 8x	Arancione
10x – 12.5x	Giallo
16x – 20x	Verde chiaro
25x – 32x	Verde
40x – 50x	Verde chiaro
63x – 80x	Azzurro
100x	Bianco

Quali sono i vantaggi delle ottiche parfocali?

Prima di tutto, cosa significa parfocale? Le ottiche parfocali si riferiscono a una proprietà dei sistemi ottici, come le lenti o i microscopi, in cui la messa a fuoco rimane relativamente costante quando si cambia l'ingrandimento o si regola lo zoom. In altre parole, se metti a fuoco un oggetto a un certo ingrandimento e poi aumenti o diminuisci l'ingrandimento, l'oggetto rimarrà a fuoco senza la necessità di regolare nuovamente la manopola di messa a fuoco.

La distanza parfocale è l'altezza dalla torretta al vetrino, che rimane fissa in un microscopio parfocale. Gli obiettivi sono progettati in modo che, anche se hanno potenze diverse, non sia necessario rifocalizzare quando si cambia obiettivo.

I microscopi con ottiche parfocali sono particolarmente utili nella microscopia o in altre applicazioni in cui è necessario fare zoom su un campione mantenendo una messa a fuoco nitida. Le ottiche parfocali rendono più facile e veloce passare tra ingrandimenti e mantenere la chiarezza, poiché puoi cambiare rapidamente l'ingrandimento senza dover regolare continuamente la messa a fuoco.

Vale la pena notare che non tutti i sistemi ottici sono parfocali. Ad esempio, alcune lenti a zoom o microscopi potrebbero richiedere regolazioni manuali della messa a fuoco quando si cambia ingrandimento. Tuttavia, la parfocalità è una caratteristica desiderabile che si trova spesso in ottiche di alta qualità.

Sebbene il sistema ottico parfocale richieda solo una leggera messa a fuoco fine tra un obiettivo e l'altro, significa anche che l'aumento del potere ottico riduce la distanza di lavoro (WD). La distanza di lavoro è la distanza tra la lente frontale dell'obiettivo e il vetrino più vicino quando l'immagine è a fuoco.

Cosa significa paracentrico?

Le ottiche paracentriche si riferiscono a un tipo di progettazione ottica utilizzata nella microscopia, nella fotografia e in altri campi che prevede l'allineamento del percorso luminoso in modo che passi attraverso il centro dell'obiettivo, anziché attraverso il bordo. Questo aiuta a eliminare distorsioni e aberrazioni nell'immagine, risultando in una rappresentazione più chiara e accurata dell'oggetto osservato o fotografato.

Nel caso delle ottiche paracentriche, i raggi luminosi sono rifratti a un certo angolo mentre attraversano la lente, permettendo loro di convergere nel punto focale senza essere influenzati da aberrazioni periferiche. Questo rende possibile ottenere immagini di alta qualità anche a ingrandimenti elevati, nonché osservare piccoli dettagli e strutture che altrimenti sarebbero difficili da vedere.

Le ottiche paracentriche sono comunemente utilizzate nella ricerca biologica e medica, nonché in applicazioni industriali e ingegneristiche dove sono richieste misurazioni e osservazioni precise. Vengono utilizzate anche in astronomia, dove aiutano a eliminare le distorsioni causate dalla turbolenza atmosferica e da altri fattori che possono influenzare la qualità dell'immagine.

Quali sono i tipi di obiettivi?

I diversi obiettivi hanno diverse correzioni in termini di aberrazioni ottiche o errori. Esistono tre principali tipi di aberrazioni ottiche che possono essere corretti nel design delle lenti degli obiettivi dei microscopi:

• aberrazione sferica
• aberrazione cromatica
• curvatura del campo

Man mano che aumenta il numero di correzioni, aumenta anche la complessità del design della lente e, di conseguenza, il costo.

Tipo di obiettivo	Aberrazione sferica	Aberrazione cromatica	Curvatura del campo
Achromat	1 Colore	2 Colori	No
Plan Achromat	1 Colore	2 Colori	Sì
Fluorite	2-3 Colori	2-3 Colori	No
Plan Fluorite	3-4 Colori	2-4 Colori	Sì
Plan Apochromat	3-4 Colori	4-5 Colori	Sì