O é um instrumento óptico que faz uso da refração da luz oriunda de uma série de lentes, dotadas ou não de filtros multicoloridos e/ou ultravioleta, para ampliar a imagem de objetos invisíveis (ou de difícil visualização) a olho nu.
É constituído por uma parte ótica para ampliação das imagens e por uma parte mecânica para suportar o sistema ótico e focar a imagem. Alternativas à microscopia óptica que não usam a luz visível incluem a microscopia eletrônica de varredura e a microscopia eletrônica de transmissão.
Configurações ópticas miniaturadaimagem|Diagrama do microscópio simples Há duas configurações básicas do microscópio óptico convencional: o microscópio simples e o microscópio composto. A grande maioria dos microscópios de pesquisa modernos é composto, enquanto alguns microscópios digitais comerciais mais baratos são microscópios simples de lente única.
Microscópio simples Um microscópio simples é um microscópio que usa uma lente ou conjunto de lentes para ampliar um objeto através de ampliação angular, dando ao espectador uma imagem virtual ampliada ereto. Foi Galileu quem trabalhou com o primeiro microscópio. A utilização de uma única lente convexa ou grupos de lentes ainda se encontram em dispositivos de ampliação simples, tais como a lupa, e oculares como telescópios e microscópios.
Microscópio composto O microscópio composto é constituído por três sistemas de lentes: o condensador, a objetiva e a ocular. O condensador tem como finalidade projetar um cone de luz sobre as estruturas que estão sendo examinadas no microscópio. Após atravessar as estruturas, esse feixe luminoso em formato de cone penetra na objetiva, que projeta uma imagem aumentada no plano focal da ocular e a amplia novamente. Enfim, a imagem fornecida pela ocular pode ser percebida pela retina (Figura 2) como uma imagem situada a 25 cm da lente ocular, ou então pode ser projetada sobre uma tela ou uma chapa fotográfica. A ampliação total oferecida por um microscópio corresponde ao aumento da objetiva multiplicado pelo aumento da ocular. Chama-se poder de resolução de um sistema óptico a sua capacidade de separar detalhes. Na prática, o poder de resolução é expresso pelo limite de resolução, que é a menor distância que deve existir entre dois pontos para que eles apareçam individualizados. O que determina a riqueza de detalhes da imagem fornecida por um sistema óptico é o seu limite de resolução, e não o seu poder de aumentar o tamanho dos objetos. A propriedade de aumentar apenas tem valor prático se acompanhada de um aumento paralelo do poder resolutivo. O limite de resolução depende essencialmente da objetiva. A ocular não pode acrescentar detalhes à imagem; sua função é apenas aumentar de tamanho a imagem, que é projetada em seu plano de foco pela objetiva.
Microscópio digital Um microscópio digital é aquele que apresenta uma câmera digital que permite a observação da amostra com o auxílio de um computador. Outras partes do microscópio também podem ser controladas por computadores atingindo maiores e mais complexos níveis de automação. A partir da digitalização obtém-se uma melhor análise das imagens como, por exemplo, medição de tamanhos e quantificação de manchas.
Microscópios digitais de baixa potência e microscópios USB são facilmente encontrados no comércio. Em alguns modelos simples a câmera é conectada diretamente à porta USB de um computador, para que as imagens sejam mostradas diretamente no monitor. Eles oferecem ampliações modestas (até cerca de 200×) sem a necessidade de usar oculares e a um custo muito baixo. A iluminação de alta potência é geralmente fornecida por uma fonte de LED ou fontes adjacentes à lente da câmera.
A microscopia digital com níveis de luz muito baixos para evitar danos a amostras biológicas vulneráveis também está disponível usando câmeras digitais de contagem de fótons sensíveis. Foi demonstrado que uma fonte de luz que fornece pares de fótons emaranhados pode minimizar o risco de danos às amostras mais sensíveis à luz. Nesta aplicação da imagem fantasma à microscopia esparsa, a amostra é iluminada com fótons infravermelhos, cada qual está espacialmente correlacionado com um parceiro emaranhado na banda visível para imagens eficientes por uma câmera de contagem de fótons.
História miniaturadaimagem|Microscópio de 1751Existem relatos de cristais chamados lentes de Layard desde 721 a.C., já as lupas são constituintes da história de vários povos antigos. Os romanos também possuiam relatos de lentes biconvexas, mas a popularidade das mesmas só aumentou quando os óculos foram inventados por volta de 1280, na Itália.
Mesmo com a maior utilização das lentes após a invenção dos óculos no final do século XIII, a conhecida estrutura do microscópio, que engloba uma parte mecânica associada ao aparelho óptico, só foi convencionada mais de três séculos depois.
Linha do Tempo
721 a.C. Lente de Layard, uma das primeiras lentes criadas. 1280 Invenção dos óculos
1608 Zacharias Jansen constrói um microscópio com duas lentes convergentes. 1611 Johannes Kepler sugere como fazer um microscópio composto. 1665 Robert Hooke utiliza um microscópio composto para estudar cortes de cortiça e descreve os pequenos poros na forma de células que ele chama de "células". Publicou seu livro Micrographia. 1674 Leeuwenhoek relatou sua descoberta de protozoários. Observará bactérias nove anos depois. 1828 W. Nicol desenvolve microscopia de luz polarizada. 1838 Schleiden e Schwann propõem a teoria celular e afirmam que a célula nucleada é a unidade estrutural e funcional de plantas e animais. 1849 J. Quekett publica um tratado prático sobre o uso do microscópio. 1876 Abbé analisa os efeitos da difracção na formação da imagem no microscópio e mostra como aperfeiçoar a concepção do microscópio. 1878 Ernst Abbe formula uma teoria matemática relacionando a resolução ao comprimento de onda da luz. 1881 Retzius descreve muitos tecidos animais com grande detalhe. Nas próximas duas décadas, ele, Cajal e outros histologistas desenvolvem novos métodos de coloração e propõem as bases da anatomia microscópica. 1886 Carl Zeiss fabrica uma série de lentes, com design de Abbé que permite ao microscopista resolver estruturas nos limites teóricos de luz visível. 1903 Richard Zsigmondy desenvolve o ultramicroscópio e é capaz de estudar objetos abaixo do comprimento de onda da luz. 1908 Köhler e Siedentopf desenvolvem o microscópio de fluorescência. 1930 Lebedeff projeta e constrói o primeiro microscópio de interferência. 1932 Zernike inventa o microscópio de contraste de fase. 1933 Ernst Ruska começa a desenvolver o microscópio eletrônico. A capacidade de usar elétrons em microscopia melhora muito a resolução e expande as fronteiras da exploração. 1937 Ernst Ruska e Max Knoll, físicos alemães, constroem o primeiro microscópio eletrônico. 1952 Nomarski inventa e patenteia o sistema de contraste de interferência diferencial para o microscópio de luz. 1981 Gerd Binnig e Heinrich Rohrer inventam o microscópio de tunelamento por varredura que fornece imagens tridimensionais de objetos ao nível atômico.
Estrutura do instrumento
+Composição mecânica de um microscópio ópticoParteImagemDescriçãoPé ou Base100pxPeça fixa à base, na qual estão aplicadas todas as outras partes constituintes do microscópio..Coluna ou Braçocenter|50pxFixo à base, serve de suporte aos outros elementos.Mesa ou Platina100pxOnde se fixa a lâmina ou objeto a ser observada(o), na microscopia de transmissão possui uma janela por onde passam os raios luminosos e também parafusos dentados que permitem deslocar a preparação.CharriotPeça ligada à platina que possibilita mover a lâmina ou objeto, permitindo sua melhor centralização.Tubo ou Canhão100pxCilindro que suporta os sistemas de lentes, situado entre a ocular na extremidade superior e o revólver com as objectivas na extremidade inferior.Revólver, Tambor ou Óptico100pxDisco adaptado à zona inferior do tubo, que suporta as objectivas de diferentes ampliações: por rotação é possível trocar rápida e comodamente de objectiva.
+Composição óptica de um microscópio ópticoParteImagemDescriçãoCondensador100pxConjunto de duas ou mais lentes convergentes que orientam e espalham regularmente a luz emitida pela fonte luminosa sobre o campo de visão do microscópio.DiafragmaÉ constituído por palhetas que podem ser aproximadas ou afastadas do centro por meio de uma alavanca ou parafuso, permitindo regular a intensidade da luz que incide no campo de visão do microscópio. Lentes Objectivas100pxPermitem ampliar a imagem do objeto, por exemplo 10x, 40x, 50x, ou 100x. Em microscopia de transmissão, existem as objectivas secas (geralmente as de 10x, 40x e 50x), pois entre a preparação e a objectiva existe somente ar. Além delas, existem as objectivas de imersão (geralmente as de 100x), uma vez que, para as utilizar, é necessário colocar uma gota de óleo de imersão entre elas e a preparação, o qual, por ter um índice de refracção semelhante ao do vidro, evita o desvio do feixe luminoso para fora da objectiva. Em microscopia de luz refletida, todas as objectivas são secas, inclusive as 100x, is estas são mais especializadas.Oculares100pxSistema de lentes que permite ampliar a imagem real fornecida pela objectiva, formando uma imagem virtual que se situa a aproximadamente 25 cm dos olhos do observador. As oculares mais utilizadas são as de ampliação 10x, mas nos microscópios binoculares também existem oculares de 12,5, 8x e 6x.
|left|thumb|Esquema do microscópio óptico.
Aplicações Nas ciências, a microscopia ótica foi de suma importância, sendo aplicada na área da química (no estudo de cristais), física (na investigação das propriedades físicas dos materiais), geologia (na análise da composição mineralógica e textura de rochas) e, evidentemente, no campo da biologia (estudo das estruturas microscópicas da matéria viva), entre outros.O1 Optical Microscopy By Katarina Logg. Chalmers Dept. Applied Physics. 2006-01-20
A microscopia ótica é usada para o diagnóstico médico, campo que está sendo chamado de histopatologia quando se trata de tecidos, ou em testes de esfregaço em células livres ou fragmentos de tecido.
Em uso industrial, microscópios binoculares são comuns. Além de aplicações que necessitem verdadeira percepção de profundidade, o uso de oculares duplos reduz o cansaço visual associado com longos dias de trabalho em uma estação de microscopia. Em certas aplicações, microscópios de longo foco são benéficos.
Operação A intensidade luminosa é regulável: aumenta-se a intensidade luminosa subindo-se o condensador e abre-se o diafragma ou diminui-se a intensidade luminosa descendo o condensador e baixa-se o diafragma.
A ampliação consiste no grau de aumento da imagem em relação ao objeto. A ampliação total obtida com o microscópio óptico consiste no produto da ampliação da objetiva pela ampliação da ocular. Sem distorção, esta não ultrapassa as 1200x.
O fator mais significativo para a obtenção de uma boa imagem é, contudo, o poder de resolução, que corresponde à distância mínima que é necessário existir entre dois pontos para que possam ser distinguidos ao microscópio. Para o microscópio óptico essa distância é de 0,2 µm devido ao comprimento de onda das radiações visíveis. A propriedade da ampliação só tem interesse prático se for acompanhada de um aumento do poder de resolução.
No que diz respeito à microscopia óptica de transmissão, existem dois métodos fundamentais de observação, de acordo com o aumento e o tipo de preparação a observar: Em menores aumentos ou se a lâmina não está corada (exame a fresco): a observação é feita com objetivas secas, do seguinte modo: Desce-se o condensador e sobe-se o diafragma para que a iluminação não seja muito intensa, já que as lâminas não estão coradas. Com a objetiva de 10x escolhe-se o detalhe a observar.