Sommaire


La microscopie

Principe :
Les propriétés d'un faisceau de lumière émis par une source lumineuse naturelle ou artificielle sont modifiées lorsqu'il traverse un échantillon. Ces modifications contiennent des informations spécifiques et caractéristiques de l’échantillon. Les lentilles des objectifs intégrées au microscope permettent l'amplification et la transformation de ces informations en une image visible à l'oeil. Plusieurs paramètres agissent alors et modifient la qualité de l’information que l’observateur va recevoir. Il y a les propriétés des milieux traversés par la lumière et la qualité des lentilles. Chaque fois que le rayon lumineux va changer de milieu ou traverser une lentille, il va subir des changements de direction, des pertes d’informations. La qualité de la source lumineuse et son origine sont également des paramètres importants en microscopie.

La lumière

La lumière est un ensemble d’ondes électromagnétiques qui stimulent les cellules nerveuses (cônes et bâtonnets) de l’oeil. Notre oeil est plus sensible aux variations de la couleur qu’à celles de l’intensité.

- Spectre de la lumière visible



Les sources de lumières (en microscopie)


Soleil

Lampe à incandescence


Lampe à arc

Usage :

Avantages :

Inconvénients :

- Durée de vie limitée
Diode électroluminescente LED

Principalement employé pour l’éclairage sous objectif des stéréo microscopes



Le graphique montre qu’une lampe à incandescence donne une lumière jaune orangé alors que la led
tirera davantage vers le bleu.

La Lentille

On appelle lentille tout milieu transparent limité par deux surfaces dont l’une au moins n’est pas plane. La lentille est définie géométriquement par : son rayon de courbure, l’axe principal, la section principale, le diamètre d’ouverture, la distance focale.




Réfraction




Les défauts les plus courants observés quand le rayon lumineux traverse une lentille :







Les 3 types de microscope


Structure d’un microscope


Il existe 3 structures mécaniques et deux modes d'éclairage diascopie (transmission) et épiscopie (réflexion).


CHOIX DE LA STRUCTURE

Le choix ne se fera ni en fonction des optiques (la plupart des objectifs se montent indifféremment sur les microscopes droits et les microscopes inversés) ni en fonction du mode d’observation. Ce sera en général la nature des échantillons à observer qui déterminera la structure mécanique du microscope.

- LE MICROSCOPE INVERSE (platine fixe)
Sélectionné pour observer des échantillons de volume important (métallographie)
Ou bien quand l’échantillon est dans un récipient avec du liquide (culture cellulaire)

- LE MICROSCOPE DROIT :
Sélectionné pour les échantillons relativement minces (moins de 50 mm.)
Ou pour ceux qui demandent des déplacements de la platine supérieurs à 30 mm.

- LE STEREO MICROSCOPE pour des faibles grossissements en stéréoscopie
Sur le plan économique, il faut également comprendre, qu’à équipement équivalent (même mode
d’observation et mêmes optiques) le microscope droit sera toujours plus économique à l’achat.




La terminologie



Les objectifs

Pièce maîtresse d’un microscope ils en déterminent la qualité mais aussi le prix

Grossissement et Grandissement


Ouverture numérique


Pouvoir séparateur

Profondeur de champ Pouvoir séparateur


Profondeur de champ

- Définition : épaisseur de la préparation où l’image est nette.
CALCUL D ’UNE PROFONDEUR DE CHAMP AVEC LA FORMULE DE BEREK
d = Wx250000 / ON xM + λ / 2x(ON)²
- d = Profondeur de champ en micron
- w = Coefficient lié au pouvoir de résolution de l’oeil humain (0,0014 est la valeur
communément admise)
- M = Grossissement total de l’image (Grossissement objectif multiplié par grossissement
oculaire)
- O N. = Ouverture numérique de l’objectif utilisé
- λ = Longueur d’onde. (0,55µm.)
A noter qu’en photomicrographie la profondeur de champ est encore plus faible et que seule la
deuxième partie de la formule est conservée. dPF= λ / 2x(ON)²

TABLEAU RECAPITULATIF POUR QUELQUES OBJECTIFS (GROSSISSEMENTS, RESOLUTIONS ET PROFONDEURS DE CHAMP)



Parfocalité
- Propriété d’une gamme d’objectifs de travailler à la même distance du revolver
- Optique 160mm : standard commun 45 mm, pas de vis 20,32 mm


Champ observé


Les modes d’observation



Le fond clair (BF)


Permet de visualiser un échantillon naturellement ou artificiellement coloré

Pour une bonne image






Le diaphragme est net mais non correctement centré

La bonne position

En réflexion

On centre les diaphragmes de champ et d’ouverture


Du bon usage du diaphragme d’ouverture

Effet de l'ouverture du condenseur sur la qualité de l'image



La polarisation

Usage général

Polarisation simplifiée


Le microscope Polarisant


Orthoscopie





Le contraste de phase (PH)


Principe

On utilise les propriétés ondulatoires de la lumière.


Cellules vivantes en fond clair et en contraste de phase.


Matériel nécessaire


Réglage des anneaux de phase





La fluorescence (FL)

Microscope droit ou inversé uniquement en réflexion.

Fluoro-chrome

Molécule ayant la propriété quand elle est excitée par une lumière de longueur d’onde adéquate d’émettre une lumière dans une longueur d’onde supérieure.

Principe d’un microscope à fluorescence



Les objectifs FLUO


Coupe végétale en fond clair et fluo



Fading

Un fluoro-chrome excité émet peu à peu moins de lumière


L’explosion des techniques









L’acquisition d’images

Depuis la révolution de la photo numérique, les techniques traditionnelles photo argentiques et polaroid sont en perte de vitesse.


Les notions de base

Le capteur est à la base de tout système d’imagerie numérique.



REFROIDISSEMENT
Une fois l’image obtenue, il reste à la transférer et à la stocker sur un ordinateur.



Choix d’une caméra ou d’un appareil photographique numérique pour équiper un microscope

Sur un microscope, ce choix va être principalement dicté par trois critères :




3° critère : TABLEAU RECAPITULATIF DU NOMBRE DE PIXELS NECESSAIRE POUR QUELQUES OBJECTIFS



Quelques remarques sur le nombre de pixels

Quelques conseils pratiques pour une bonne acquisition




Balance des blancs
L'expérience optique