Le microscope
qu'est ce que c'est ?
Le microscope optique est un outil d'observation qui utilise la propriété des lentilles convergentes pour grossir l'image d'un objet de l'ordre du millimètre au micromètre
Comment ça marche ?
1.On cherche à observer un objet sans effort d'accommodation.Pour cela, on effectue le mis au point.
2.Le mis au point exploite 2 systèmes optiques :
L'objectif
L'oculaire
1- un objet A₀B₀ et placé sur la platine.
2- Ensuite l'objectif forme une image A₁B₁ intermédiaire, agrandie et renversée.
3- Enfin l'oculaire forme une image A₂B₂ définitive à l'infini.
- petite distance focale f'
- fournit une image A₁B₁ agrandie, renversée et réelle de l'objet A₀B₀
- équivalent à une lentille convergente
- forme une image A₂B₂ virtuelle, agrandie et droite par rapport à l'objet A₀B₀ et renversée par rapport à A₁B₁
Propriétés
La distance entre l'objectif et l'oculaire : Intervalle optique Δ = F'₁F₂
Invariable
Le grandissement de l'objectif γ (ø) :
|γ| = A₁B₁ / A₀B₀
Le grossissement d'un microscope
(pour de petits angles)
- défini par G = α' / α avec :
-> α' l'angle sous lequel on perçoit l'image A₂B₂ de l'objet A₀B₀ (rad)
-> α l'angle sous lequel on voit l'objet à l'oeil nu à une distance minimum de vision distincte dm=0,25m (rad) - Par trigonométrie :
-> tan α' = A₁B₁ / O₂F₂ = A₁B₁ / f'₂ ≃ α'
-> tan α = A₀B₀ / dm = A₀B₀ / 0,25 ≃ α - Par conséquent :
G = α' / α
= A₁B₁ / f'₂ / A₀B₀ / dm
= A₁B₁ / f'₂ × dm / A₀B₀
= A₁B₁ / A₀B₀ × dm / f'₂
G = γobj × Goc
Le pouvoir de résolution
- C'est le plus petit angle entre deux points que le microscope peut mesurer entre.
- Plus il est faible, plus les détails sont importants et meilleure est la qualité de l'image.
Pour l'oeil humain, sa valeur est de 3 × 10⁻⁴ rad
Le phénomène de diffraction
- Plus le diamètre de l'objectif est élevé, plus la diffraction est faible et plus le pouvoir de résolution est faible.
- pour qu'il y ait résolution, les taches centrales de diffraction provenant des faisceaux de deux objets doivent être séparées par une distance minimal d'un demi de leur diamètre
- α = 1,22 × λ / D avec :
α Le pouvoir de résolution (rad)
λ Longueur d'onde utilisée
D Diamètre de l'objectif du microscope
Le microscope atomique permet lui d'observer des objets à l'échelle atomique à l'aide d'un levier flexible à l'extrémité duquel une pointe très fine qui balaie l'espace à observer et dont les mouvement sont étudiés par réflexion d'un faisceau de lumière.
Avantage : il n'est pas limité par le phénomène de diffraction
Exemple d'application :
Analyse visuelle des cellules de testicules humains