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Microscopio.

Strumento che consente l'osservazione ingrandita di oggetti molto piccoli e ravvicinati. ║ M. ottico: tipo più comune di m. che utilizza la rifrazione della luce visibile. Può essere costituito solamente da una lente d'ingrandimento (m. semplice), oppure da più lenti (m. composto). Esso contiene due gruppi di lenti, l'obiettivo e l'oculare. L'obiettivo è costituito da un sistema di lenti convergenti di distanza focale brevissima (anche 2 mm). L'oggetto da osservare AB viene disposto a una distanza poco maggiore rispetto alla distanza focale, in un piano ben determinato per poter ottenere immagini quasi completamente esenti da aberrazioni. L'immagine reale e capovolta A'B' risulta perciò fortemente ingrandita e si forma in un piano fisso, a una distanza dall'obiettivo maggiore rispetto alla distanza focale. L'oculare è una lente d'ingrandimento; ha il primo piano focale coincidente con il piano dell'immagine A'B' e forma perciò di questa un'immagine virtuale A"B" diretta, e quindi capovolta rispetto all'oggetto, ingrandita e all'infinito. L'oculare, che al contrario dell'obiettivo raccoglie fasci luminosi non molto ampi ma molto inclinati sull'asse ottico, è calcolato in modo da essere esente da aberrazioni per i punti del piano dell'immagine A'B', oltre che per compensare le eventuali aberrazioni residue dell'obiettivo. Avvicinando lievemente l'oggetto all'obiettivo, l'immagine A'B' viene a formarsi tra il primo fuoco e il primo punto principale dell'oculare: in tal modo l'immagine A"B" si forma alla distanza della visione, anziché all'infinito. La distanza tra obiettivo e oculare è invariabile: in pratica, i due sistemi di lenti sono montati alle estremità di un tubo la cui lunghezza, detta lunghezza meccanica del m., è generalmente di 160 mm per convenzione fra molte case costruttrici. La messa a fuoco si esegue spostando tutto il tubo rispetto all'oggetto, finché l'immagine virtuale che si osserva cada a una distanza dall'occhio per cui sia possibile una visione distinta: gli spostamenti necessari per ottenere ciò sono minimi, poiché la vicinanza dell'oggetto al fuoco dell'obiettivo fa sì che anche una piccolissima variazione nella distanza tra oggetto e obiettivo produca un grande spostamento dell'immagine. Pertanto, questo movimento si esegue generalmente mediante una cremagliera o una vite. Di solito, un m. è corredato di diversi obiettivi e oculari che permettono di ottenere ingrandimenti differenti: spesso gli obiettivi sono montati tutti su di un pezzo girevole, in modo da poterne portare in funzione l'uno o l'altro con una semplice rotazione di questo pezzo. L'oggetto, costituito solitamente da una preparazione racchiusa tra due piastrine di vetro, si fissa mediante due molle su una piattaforma porta-oggetti, la quale è spesso spostabile lateralmente con movimenti a vite in due direzioni ortogonali per portare sotto l'obiettivo successivamente diverse parti dell'oggetto. L'oggetto da osservare è illuminato dalla luce proveniente da una lampada che irradia un fascio luminoso concentrato in forma di cono mediante una lente (condensatore), la quale consente di utilizzare la massima energia luminosa irradiata (illuminazione per diffusione). Il porta-oggetti può essere dotato nel centro di un foro, spesso variabile con diaframma a iride, che permette l'illuminazione dell'oggetto dal di sotto, mediante uno specchio piano o concavo (illuminazione per trasparenza o a campo chiaro). La necessità di illuminare l'oggetto deriva dal fatto che l'immagine vista nel m. è assai meno luminosa di quanto non appaia a occhio nudo. L'ingrandimento che il m. può dare ha un limite teorico, poiché è possibile vedere in modo separato due punti la cui distanza risulti inferiore alla lunghezza d'onda della luce utilizzata per illuminare l'oggetto. Per aumentare il potere risolutivo possono essere impiegate luci ultraviolette in combinazione con obiettivi di quarzo, il che consente di poter distinguere due punti fra loro distanti fino a un decimillesimo di millimetro. ║ M. elettronico: m. che impiega fasci di elettroni veloci come sorgente luminosa. Il vantaggio principale del m. elettronico rispetto a quello ottico risiede nel maggior potere risolutivo, che consente un ingrandimento massimo teorico 100 volte superiore a quello del m. ottico. Il fascio di elettroni, generato solitamente da un sottile filamento di tungsteno incandescente, viene accelerato da campi elettrici e quindi passa attraverso una prima lente elettronica corrispondente al condensatore del m. ottico, fino a raggiungere l'oggetto da osservare. L'osservazione viene fatta su uno schermo fluorescente o su una lastra fotografica, che riprende l'immagine definitiva proiettata da una lente elettronica (proiettore). Il proiettore raccoglie a sua volta un'immagine intermedia dell'oggetto proveniente da un'altra lente elettronica (obiettivo), attraversata dal fascio elettronico diffuso dall'oggetto stesso. L'ingrandimento ottenuto varia al variare dell'intensità della corrente prodotta mediante bobine circolari presenti nel proiettore. L'intero sistema, comprendente la sorgente di elettroni, le lenti (elettrostatiche o elettromagnetiche), l'oggetto e lo schermo fluorescente ovvero la lastra fotografica, viene racchiuso in un contenitore sotto vuoto spinto. ║ M. elettronico convenzionale: consente l'osservazione di un oggetto per trasparenza. Gli elettroni vengono focalizzati sull'oggetto il più possibile attraverso un sofisticato sistema di lenti condensatrici in modo da illuminarlo al massimo. L'immagine si forma grazie al diverso assorbimento di elettroni da parte delle diverse parti dell'oggetto a densità variabile. Per poter essere osservato con questo tipo di m., l'oggetto deve però possedere alcune caratteristiche: oltre che essere trasparente agli elettroni, deve resistere al bombardamento di elettroni e alle alte temperature che ne conseguono, nonché alle condizioni di vuoto spinto. Alcuni oggetti possono essere adeguatamente trattati per giungere a soddisfare le condizioni richieste. In altri casi si produce invece una replica, ovvero uno stampo dell'oggetto che si presta a essere osservato in sua vece. ║ M. elettronico a scansione: rispetto al m. elettronico convenzionale, quello a scansione offre una profondità di campo da 10 a 100 volte maggiore. L'immagine ingrandita viene osservata sullo schermo di un cinescopio che analizza il segnale elettrico proveniente da un rivelatore come un semplice segnale televisivo. Il rivelatore a sua volta cattura gli elettroni provenienti dall'oggetto. L'oggetto viene esplorato da un sottilissimo fascio di elettroni, ulteriormente assottigliato da un'apposita lente posta tra l'oggetto e la sorgente di elettroni. Combinando il fascio diretto in movimento sull'oggetto con il segnale elettrico del rivelatore si ottiene l'immagine dell'oggetto stesso sullo schermo. Con il m. elettronico a scansione si può ottenere un ingrandimento superiore a 100.000 volte. Il limite d'ingrandimento è costituito dal diametro minimo ottenibile del fascio di elettroni che agisce sull'oggetto. Gli oggetti da osservare, oltre a possedere i medesimi requisiti richiesti per il m. elettronico convenzionale, devono talvolta essere ancora opportunamente trattati. Il segnale contenente l'immagine finale può anche essere raccolto ed elaborato da un computer opportunamente programmato e collegato. La tecnica di ingrandimento degli oggetti mediante il m. elettronico a scansione ha visto una sempre maggiore diffusione, non soltanto per quanto riguarda tutti i settori della ricerca scientifica, ma anche nelle più semplici operazioni routinarie.