Pràctica 1. El microscopi òptic compost

Pregunta 1. Relació històrica del microscopi amb la biologia cel·lular

Per quin motiu existeix un vincle tan estret i directe entre la invenció del microscopi i el sorgiment de la Biologia Cel·lular com a disciplina científica autònoma?

Pregunta 2. Microscopi simple vs. compost

Quina és la discrepància fonamental a nivell òptic entre un microscopi simple i un de compost?

Pregunta 3. Exemples d'instruments òptics

Esmenteu un exemple típic de microscopi simple i un altre de microscopi compost utilitzat en laboratoris.

Pregunta 4. Parts del microscopi òptic

Observeu el diagrama següent d'un microscopi òptic compost i relacioneu cadascun dels seus components principals segons el sistema funcional al qual pertanyen:

a)

b)

c)

Pregunta 5. Nomenclatura gravada en el cos dels objectius

A partir de la informació i l'esquema patró de la figura (on s'indica el codi de colors, el nombre d'augments, l'obertura numèrica, la longitud del tub i el gruix del cobreobjectes), desxifreu i interpreteu els valors inscrits en l'objectiu Olympus mostrat a la imatge C:

Pregunta 6. Concepte de lent convergent

Definiu què és una lent convergent des del punt de vista físic/òptic i poseu-ne un exemple d'aplicació pràctica quotidiana.

Pregunta 7. Obertura numèrica i qualitat de la imatge

Quins objectius proporcionen imatges més nítides i riques en detall: els que tenen una obertura numèrica (ON) elevada o els que la tenen reduïda? Raoneu la resposta.

Pregunta 8. Interpretació del límit i poder de resolució

a.

Què implica concretament que la resolució d'un microscopi sigui de 500 nm?

b.

Quin valor numèric pren el seu poder de resolució?

Pregunta 9. Càlcul de la resolució i poder de resolució segons la llum

Emprant l'equació de resolució d'Abbe ($R = \frac{0{,}61\cdot\lambda}{\mathrm{ON}}$) i les obertures numèriques típiques dels objectius ($4\times: \mathrm{ON}=0{,}10$; $10\times: \mathrm{ON}=0{,}25$; $40\times: \mathrm{ON}=0{,}65$; $100\times: \mathrm{ON}=1{,}25$):

a.

Completeu la taula següent calculant la resolució ($R$ en nm) i el poder de resolució ($\mathrm{PR}$ en $\mathrm{nm}^{-1}$) per a la llum blava ($\lambda = 450\text{ nm}$) i la llum vermella ($\lambda = 580\text{ nm}$):

Objectiu · Llum blava (450 nm) · Llum vermella (580 nm)

Resolució (nm) · PR (nm⁻¹) · Resolució (nm) · PR (nm⁻¹)

Objectiu 4×

Objectiu 10×

Objectiu 40×

Objectiu 100×

b.

Interpreteu els resultats obtinguts a la taula.

Pregunta 10. Augment del poder de resolució

Com es pot incrementar a la pràctica el poder de resolució d'un microscopi òptic?

Pregunta 11. Resolució en l'ultraviolat i anàlisi de la Taula 2

a.

Quina resolució s'obtindria emprant l'objectiu de 40 augments ($\text{ON} = 0{,}65$) il·luminant amb llum ultraviolada ($\lambda = 300\text{ nm}$)?

b.

Per què no s'empra habitualment llum ultraviolada en un microscopi òptic estàndard per a observació directa?

c.

Considereu la Taula 2 de referència:

AO · ON · R

10X · 0,25 · 1 µm

40X · 0,60 · 0,4 µm

100X · 1,25 · 0,2 µm

Per a quina longitud d'ona aproximada s'han determinat aquestes resolucions? Hi ha alguna errada o discrepància entre els valors?

Pregunta 12. Comparació de la profunditat de camp

En enfocar una preparació biològica al laboratori, quin dels dos objectius presenta una major profunditat de camp: el de 10× o el de 40×?

Pregunta 13. Procediment per valorar la profunditat de camp

Descriviu com heu determinat experimentalment al microscopi quina lent té una profunditat de camp més gran mitjançant l'ús del cargol micromètric.

Pregunta 14. Dades inscrites a l'ocular

Interpreteu la inscripció estàndard gravada a la part superior dels oculars del microscopi de pràctiques (per exemple, 10×/18 o 10×/20).

a)

b)

Pregunta 15. Càlcul de l'augment total del microscopi

Quina és la fórmula o regla per calcular el nombre total d'augments amb què s'està visualitzant una preparació en un microscopi compost?

Pregunta 17. Experiment i funció del condensador

En col·locar un tros de paper blanc sobre la platina, amb el diafragma totalment obert i la llum al màxim, desplaceu el condensador verticalment de baix cap a dalt:

a.

Quins canvis s'observen en el feix de llum projectat sobre el paper?

b.

Quina és, per tant, la funció òptica del condensador?

Pregunta 16. Experiment i funció del diafragma iris

Amb el condensador situat a la posició més allunyada de la mostra i la màxima il·luminació, obriu i tanqueu el diafragma iris:

a.

Quins canvis observeu en la llum que es projecta sobre el paper?

b.

En conseqüència, quina funció desenvolupa el diafragma?