Comment Est Fait Un Microscope?

Qu’est-ce qu’un microscope ?

• Microscopes sont des instruments conçus pour produire des images visuelles ou photographiques agrandies de petits objets.
• un microscope se doit d’accomplir trois tâches : produire une image agrandie, séparer les détails de l’image et rendre ces détails visibles pour l’œil humain ou pour la caméra.
• ces instruments regroupent des modèles de microscopes à plusieurs lentilles équipés d’objectifs et de condenseurs, mais aussi des dispositifs simples à une seule lentille qui sont souvent portatifs, comme une loupe.
• en effet, le microscope permet d'obtenir des images agrandies d'objets ne pouvant être observés à l'œil nu.

Deux systèmes optiques

• le microscope est formé de deux systèmes optiques :
• •l'objectif l1, lentille convergente proche de l'objet et de courte distance focale f1’, en donne une image intermédiaire renversée et agrandie dans un plan image quelconque.
• •l'oculaire l2, lentille convergente de courte distance focale f2’, joue le rôle de loupe et donne une image à l'infini de l'image intermédiaire précédente qui a été formée dans son plan focal objet.
• • l'objectif l1 qui reçoit la lumière du petit objet observé, est une lentille convergente de courte distance focale f1'.
• • l'oculaire l2 où l'on applique l'œil, est une lentille convergente de courte distance focale f2', de l'ordre du centimètre.

Parties du microscope

​oculaire

​permet d'observer l'objet et produit un grossissement initial.

​tube oculaire

supporte l'oculaire.

​potence

​supporte le microscope.

​pied

​assure la stabilité du microscope.

​tourelle (revolver porte-objectifs)

​supporte les objectifs: permet de tourner pour choisir le bon objectif.

​objectifs

​permettent d'agrandir l'image.

​platine

soutient la lame.

​valets

maintiennent en place la lame sur la platine.

​lumière (lampe)

illumine l'objet à observer.

​vis macrométrique

​permet de faire une mise au point grossière de l'objet à observer.

​vis micrométrique

​​permet de faire une mise au point fianle de l'objet à observer.

​diaphragme

contrôle la quantité de lumière illuminant l'objet.

Microscope composé simple

• ce microscope de très belle facture est doté d’un objectif situé à proximité de l’échantillon, et la mise au point s’effectue en tournant le corps du microscope pour rapprocher ou éloigner l’objectif de l’échantillon.
• un oculaire est inséré en haut du microscope et, dans de nombreux cas, il y a une lentille de champ interne dans le barrillet pour agrandir le champ de vision.
• le microscope de la figure 1 est éclairé par une lampe à huile et un réservoir sphérique rempli d’eau.
• la lumière de la lampe est diffusée lorsqu’elle traverse le réservoir d’eau, et elle est ensuite focalisée sur l’échantillon grâce à une lentille fixée au réservoir.
• ce premier microscope souffrait d’aberrations chromatiques (et sphériques), et toutes les images visualisées en lumière blanche contenaient des « halos » de couleur bleue ou rouge.

Microscope composé

• dans sa forme la plus simple, le microscope composé était constitué de deux lentilles convexes alignées en série : une lentille d’objet (objectif) proche de l’objet ou de l’échantillon, et une lentille d’œil (oculaire) proche de l’œil de l’observateur (avec un mécanisme d’ajustement de la position de l’échantillon et des lentilles du microscope).
• l’objectif projette une image agrandie dans le corps cylindrique du microscope, puis l’oculaire agrandit encore l’image projetée par l’objectif.
• de la sorte, le microscope composé réalise un grossissement en deux temps.
• aberrations optiques (chromatiques et sphériques), un défaut aggravé par l’utilisation de plusieurs lentilles.
• les images produites étaient souvent floues et présentaient des halos colorés associés aux aberrations chromatiques qui non seulement dégradaient la qualité des images, mais limitaient également leur résolution.

Grossissement

• le grossissement est le rapport entre le diamètre de l'image observée au microscope et le diamètre de l'objet en réalité.
• si un objectif de 10x100x(10x×10x=100x).
• si un objectif de 40x400x(10x×40x=400x).
• si un objectif de 100x1000x(10x×100x=1000x).
• 40x d’un objet nous donne une image dont le diamètre semble être 40 fois plus grand que celui de l’objet.

Préparer une lame

l’observation de matériel microscopique exige quelques préparatifs. il faut entre autres préparer la lame sur laquelle on déposera l'objet à observer au microscope.

• lamelamellepapier à lentillecolorant (bleu de méthylène)papier absorbantpincematériel à observer (oignon)

1. nettoyer délicatement la lame de verre à l’aide de papier à lentille.
2. déposer le matériel à observer au centre de la lame à l’aide d’une pince.
3. déposer une goutte d’eau ou de colorant sur le matériel à observer.
4. recouvrir délicatement la préparation à l’aide d’une lamelle en évitant la formation de bulles d’air. pour ce faire, appuyer à la verticale la lamelle puis la pencher afin de la coucher sur la préparation.
5. au besoin, retirer l’excès d’eau ou de colorant en approchant un papier absorbant près de la lamelle.

Utiliser un microscope

puisque le microscope est un instrument fragile, il faut le manipuler avec précaution. si on doit transporter un microscope d'un endroit à un autre, il faut toujours le soutenir en utilisant ses deux mains, soit une sous le pied et l'autre sur la potence.

1. brancher le fil électrique du microscope dans une prise de courant.
2. nettoyer délicatement l’oculaire et les objectifs à l’aide de papier à lentille prévu à cette fin.
3. tourner la vis macrométrique afin de baisser la platine au maximum.
4. mettre délicatement en place la lame en ouvrant les valets, s'ils sont présents. une fois la lame installée, refermer les valets pour la maintenir en place.
5. tourner la tourelle (ou revolver), afin que l’objectif du plus petit grossissement soit devant l’orifice de la platine.
6. il faut s’assurer que l’objectif est bien aligné. lorsqu'un clic sera produit par l'objectif, ceci signifie que l'objectif est bien placé et que l'on peut débuter l'observation.
7. en regardant dans l'oculaire, tourner lentement la vis macrométrique pour obtenir la meilleure image possible de l'échantillon.
8. en regardant dans l’oculaire, tourner lentement la vis micrométrique pour faire la mise au point de l’image.
9. si nécessaire, changer l’objectif pour un autre dont le grossissement sera supérieur et répéter l'étape 8.
10. il faut faire preuve de vigilance: les objectifs ne doivent pas toucher à la platine, ni à la lame, car ils pourraient se briser.
11. observer et dessiner l’image observée au besoin.
12. nettoyer de nouveau l’oculaire et les objectifs à l’aide de papier à lentille prévu à cette fin, puis remettre le plus petit objectif en place.
13. débrancher le microscope et enrouler le cordon autour de la potence.

Fabriquer un microscope

• microscopes sont des appareils qui permettent de mieux voir les choses microscopiques, invisibles à l’œil nu.
• si les hôpitaux ont des microscopes très puissants, il en est d'autres, plus abordables, mais forcément moins performants.
• en fait, pour t'amuser, tu peux en réaliser un à peu de frais et il ne te faut pas trop de matériel, et puis c'est amusant comme tout!

1. récupère deux tubes rigides de sections différentes.
2. chacun des tubes sera coupé à une dizaine de centimètres de longueur.
3. opacifie tes tubes.
4. avec les tuyaux en pvc, tu n'as rien besoin de faire, la lumière ne traverse pas les parois.
5. fixe deux lentilles convexes.
6. installe des lentilles à focales courtes (35 mm).
7. insère le tube le plus mince dans le plus large.
8. tu le vois le montage est simple, mais tu feras attention à ce que les deux tubes puissent bouger, mais aussi rester en place quand tu ne les touches plus.
9. protège les lentilles avec des soufflets en caoutchouc.
10. fais un trou dans un étui à pellicule photo.
11. fixe ton montage.
12. construis le support horizontal.
13. essaie ton microscope

Images observées

• les images observées à l’aide d’un microscope sont trop petites pour être mesurées à l’aide d’une règle.
• l’échelle de mesure la plus appropriée est celle du micromètre (1μm = 0,001mm).
• pour qu’une image soit clairement visible, elle doit s’étendre sur la rétine selon un angle de vue suffisant.
• en outre, il doit y avoir un contraste suffisant entre les détails adjacents et/ou l’arrière-plan pour rendre visible l’image grossie et résolue.