Comment Observer Un Champ Optique Avec Le Microscope?

Le microscope optique

le microscope optique est un instrument d’optique qui permet d’observer des objets invisibles à l’œil nu et d’en distinguer les détails.

actuellement le microscope optique est un système optique à lentilles. l’objet à observer est placé devant un premier groupe optique appelé objectif qui forme une première image virtuelle agrandie. cette image est reprise par le second groupe optique, l’oculaire, qui l’agrandit à son tour.

pour être observé au microscope optique l’objet doit être traversé par la lumière. sa préparation doit donc être très mince. pour la rendre plus visible on peut utiliser des colorants. pour pouvoir observer un objet au microscope optique il faut donc réaliser une préparation microscopique. il s’agit de placer cet objet entre lame et lamelle sur une goutte de liquide (eau ou colorant). ensuite, il faut placer cette préparation sur la platine du microscope. on peut alors commencer à utiliser le microscope.

Parties et rôles

​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.

Préparation microscopique

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.

voici les étapes à suivre pour préparer la lame adéquatement.

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.

Protocole d’utilisation du microscope

1. installer le microscope.
2. – porter le microscope par son socle d’une main et par la potence de l’autre main, au dessus de la paillasse.
3. – disposer le microscope sur la paillasse, la potence située du côté de l’utilisateur.
4. régler la lumière.
5. – le plus petit objectif, correspondant au plus faible grossissement, doit être enclenché.
6. – placer l’œil sur l’oculaire et orienter le miroir jusqu’à avoir une lumière éblouissante.
7. mettre en place la lame.
8. – placer la préparation microscopique sur la platine de manière à ce que la lamelle soit au-dessus de l’orifice par où passe la lumière. la préparation est maintenue à l’aide des valets.
9. réaliser la mise au point.
10. – placer le petit objectif dans le prolongement du tube optique.
11. – faire descendre le tube optique le plus bas possible à l’aide de la vis macrométrique (grosse vis). attention à ne pas casser la lame!
12. – placer l’œil sur l’oculaire, puis remonter lentement le tube optique avec cette vis jusqu’à ce que l’observation soit nette.
13. – effectuer la mise au point avec la vis micrométrique.
14. choisir la zone à observer.
15. – tout en gardant l’œil sur l’oculaire, déplacer très lentement la préparation en la faisant glisser sur la platine.
16. – passer au moyen objectif et refaire la mise au point à l’aide de la vis micrométrique (petite vis).

Étapes pour utiliser efficacement un microscope

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. au besoin, répéter l'étape 9 avec les autres objectifs.
12. observer et dessiner l’image observée au besoin.
13. 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.
14. chaque feuille de papier ne doit être utilisée qu’une seule fois.
15. débrancher le microscope et enrouler le cordon autour de la potence.

Champ observé

les informations que vous nous donnez correspondent à celles d’un objectif. l’indice de champs que vous recherchez doit se trouver sur l’oculaire (la partie par laquelle vous regardez). généralement, on peut lire une inscription du type « 10x/22 » où le second chiffre correspond à l’indice de champ (ici de 22mm). pour connaitre le champ observé, vous devez diviser ce chiffre par celui de l’objectif (la partie située juste au-dessus de l’échantillon). si l’objectif indique « 40x », le champ sera de 22mm/40x = 0,55 mm.

• (3)$$ \text{fov}_{\small{\text{caméra−objectif}}} = \frac{h_{\small{\text{capteur caméra}}}}{m_{\small{\text{objectif}}}} $$
• (4)$$ \text{fov}_{\text{oculaire−objectif}} = \frac{ h_{\small{\text{diaphragme champ oculaire}}}}{m_{\small{\text{objectif}}}} $$

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.

le grossissement total du microscope est égal au produit du grossissement de l’oculaire par le grossissement de l’objectif.

gtotal = goculaire x gobjectif

sur les microscope du laboratoire le grossissement de l’oculaire est x15. les objectifs ont comme grossissement x4 (bague rouge), x 10 (bague jaune) et x40 (bague bleue). les grossissement possibles sont donc x60, x 160 et x600.

Mise au point et observation

• lors de la mise au point, tournez d'abord le bouton de mise au point grossière pour abaisser lentement le barillet de l'objectif et observez attentivement de côté jusqu'à ce que l'objectif soit proche de l'échantillon de verre.
• ensuite, observez avec l'œil gauche depuis l'oculaire et tournez le bouton de mise au point grossière avec la main gauche pour soulever le barillet de l'objectif jusqu'à ce que l'image de l'échantillon soit clairement visible.
• ensuite, utilisez le bouton de mise au point fine pour revenir à la clarté.
• ne faites pas la mise au point directement sous un objectif haute puissance; lorsque le tube de lentille descend, la distance entre le tube de lentille et l'échantillon doit être observée de côté; comprendre la valeur critique de la distance des objets.
• si un microscope à tube unique est utilisé pour l'observation, les deux yeux doivent s'ouvrir naturellement, l'œil gauche doit observer l'échantillon, l'œil droit doit observer l'enregistrement et le dessin, et la main gauche doit ajuster la distance focale pour rendre l'objet dégager et déplacer le champ de vision du spécimen.
• lors de l'examen microscopique, l'échantillon doit être déplacé dans une certaine direction jusqu'à ce que l'ensemble de l'échantillon soit observé, afin de ne pas manquer ou répéter l'examen.
• lors de l'observation d'un spécimen sous un microscope de faible puissance, il est nécessaire d'utiliser d'abord un microscope de faible puissance car son champ de vision est large, ce qui facilite la détection de la cible et la détermination de la zone à observer.
• lorsque vous observez avec un objectif haute puissance, d'un objectif faible puissance à un objectif haute puissance, ajustez simplement légèrement le bouton de mise au point fine pour rendre l'image de l'objet claire.

Mesure et profondeur

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).

les microscopes grand-public ne sont pas vraiment adaptées à ce genre de mesures (sur l’axe z). même en étalonnant avec un objet d’épaisseur connue vous n’obtiendriez qu’une estimation de la distance parcourue verticalement.

• 40(x) est le grossissement
• 0.65 est l’ouverture numérique
• 160(mm) est la «longueur du tube» (une autre valeur courante étant «à l’infini»)
• 0.17(mm) est l’épaisseur de lames à utiliser avec votre microscope