Microscopio

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Microscopio electrónico de barrido
El microscopio (de micro-, μικρο, pequeño, y scopio, σκοπεω, observar) es un instrumento que permite observar objetos demasiado pequeños para ser vistos a simple vista. El tipo más común y el primero que se inventó es el microscopio óptico. Se trata de un instrumento óptico que contiene una o varias lentes que permiten obtener una imagen aumentada del objeto y que funciona por refracción.

La denominación de “microscopio” fue dada por Johann Giovanni Faber (1570-1640) de Bamberg en 1624 o 1625; médico residente en Roma y al servicio del papa Urbano VII; miembro de la Academia de Lincei. El vocablo proviene de dos voces griegas: micros, pequeño y skopein, ver, examinar.

La ciencia que investiga los objetos pequeños utilizando este instrumento se llama microscopía.

Contenido

Definición

Cualquier microscopio requiere los siguientes elementos: una fuente (como un haz de fotones o de electrones), una muestra sobre la que actúa dicha fuente, un receptor de la información proporcionada por la interacción de la fuente con la muestra, y un procesador de esta información (en general, un ordenador). Historia del microscopio.

La paternidad del microscopio ha sido muy discutida. Los italianos atribuyen el singular invento a su compatriota famoso Galileo Galilei, (1564-1642), natural de Pisa, eminente físico y matemático. Según testimonios, el pisano Galileo, fundador del método experimental y de la ciencia dinámica, fue en el 1609 (historiadores hay que señalan el 1634), que combina las lentes o cristales de aumento (una lente biconvexa le sirvió de ocular) en un tubo de plomo o cartón construido por él mismo, aplicándolas al estudio de la astronomía.

El aparato de Galileo, consiguió dotar de treinta aumentos, si se considera como el primer telescopio inventado. Pero ni aún éste parece ser realmente su descubridor; pues su contemporáneo Hans Lippershey tenía un telescopio y Galileo indagó sus fundamentos, y en posesión de ellos construyó el suyo, mejorándolo posteriormente.

El hecho de haber construido sus propios microscopios Galileo, Fontana, Drebbel, Kircher, Hooke, Leeuwenhoek, entre otros, no les acredita obtener la patente de inventores como sus biógrafos pretenden. Por las computaciones cronológicas, la progenitura del invento pertenece sin disputa a los Janssen.

Historia del perfeccionamiento del microscopio

Microscopio compuesto fabricado en 1751 por Magny. Proviene del laboratorio del duque de Chaulnes y pertenece al Museo de Artes y Oficios, París.
Microscopio compuesto fabricado en 1751 por Magny. Proviene del laboratorio del duque de Chaulnes y pertenece al Museo de Artes y Oficios, París.
Durante mucho tiempo los progresos que se observaban en la parte mecánica como en la parte óptica permanecieron casi estables, o apenas perceptibles, salvedad hecha de pequeñas modificaciones que mejoraban con relativa lentitud el equipo óptico y mecánico. Los constructores de microscopios centraron su atención especialmente en los anexos de iluminación y en los soportes, pues los escasos conocimientos que tenían sobre la naturaleza del vidrio y su influencia sobre la dispersión de la luz, los había detenido. Durante tres siglos y medio científicos (omitiendo a los Janssen y Galileo por habernos ya referido a ellos) aportaron sus conocimientos al mejoramiento del microscopio, dándose el caso que algunos de los pioneros construyeron sus propios aparatos.

Francisco Fontana, en (1618) diseñó y construyó su propio microscopio. se dice que llevaba engastadas y fijas dos lentes cóncavas en ambos extremos del tubo.

Cornelio Drebbel (1572-1634) se afirma que obtuvo un microscopio de Janssen y diseñó los suyos allá por los años 1619-1623 sobre el modelo holandés, mejorándolo; pues proporcionaba aumentos variables con sólo modificar la longitud del tubo, y aseguran, que “producían la inversión de la imagen”.

René Descartes (1596- 1650) hace hincapié, en el 1637, sobre la utilidad de los espejos cóncavos e indica el “uso de lentes aisladas de foco corto”.

El inglés Roberto Hooke (1635-1703) construyó en el 1665 sus propios microscopios, aventajando sus modelos en mucho a sus antecesores, en lo que respecta a la parte mecánica.

En 1668, Eustaquio Divini (1620-1695) le imprimió un nuevo impulso al microscopio. Combinó varias lentes “constituyendo un sistema fijo”; mejoró para el ocular la aberración de esfericidad, dotando al campo visual de un rendimiento mayor de luminosidad. Se informa que con ello alcanzó a darle al microscopio un aumento hasta de 143 diámetros.

El sabio holandés Anthon Van Leeuwenhoek (1632-1723) tuvo en el 1670 microscopio de propia ejecución. Por los años 1673-1723 pulía lentes pequeñísimos con tal perfección que eran asombro en su época, logrando obtener en algunas un aumento hasta de 270 diámetros. Negose siempre a descubrir el secreto de su arte de tallar cristales. Calcúlase que llegó a construir 247 microscopios y diseñado y pulido 419 lentes para objetivos.

El óptico John Marshall, inglés, creó la novedad del condensador de luz, lente colectora que se coloca bajo la platina, y diseñó la columna articulable. Christian G. Hertel, aproximadamente en 1710, acondicionó por primera vez el espejo plano para la luz refracta y construyó una platina desplazable (platina móvil) en todos sentidos mediante tornillos, a la par que le dotaba de un micrómetro de tornillo para su consiguiente graduación focal. En aquella misma época, James Wilson le dio un nuevo impulso, perfeccionando en algo las lentes y los medios de iluminación, llegando a dotar al aparato óptico hasta un aumento de cuatrocientos diámetros. Con él el equipo mecánico y óptico había perfeccionado considerablemente y registrado un adelanto importante.

Al inglés Edgard Culpeper, en 1730, se le debe la creación de la lente intermedia en el objetivo, constituyéndolo en sistemas y creó el tubo de deslizamiento mejorando así su enfoque.

A Nathanael Lieberkün (1711-1756), célebre anatomista alemán, se le debe el invento, en 1733, del microscopio solar (especie de linterna mágica, apropiado para la proyección, cuyo principio parece haber sido expuesto en el 1671 por Athanasius Kircher); e insinuó la utilidad del espejo cóncavo de plata para la iluminación directa.

El mecánico inglés John Cuff, en 1744, mejoró el modelo de Culpeper y dotó al microscopio de una columna-soporte fija, con su respectivo piñón y cremallera que afinaba el enfoque. El espejo era cóncavo y articulable, sujeto a la columna-soporte, ésta podíase doblar angularmente.

A George Adams (1708-1773) se le atribuye también el haber creado piñón y cremallera que regula el enfoque y diseñado el microscopio montado sobre un trípode.

Johannes Bleuler, en el 1780, incorporó el porta-condensador (mejorando la innovación de Marshall), movible, desplazable, que va articulado en la columna.

William Hyde Wollaston (1760-1828) fue el primero que utilizó el prisma, en 1811, para dibujar. Se le atribuye haber introducido mejoras en el condensador.

El “condensador de inmersión” fue creado por H. F. Wenhan Unia, a favor de la esencia de trementina, el portaobjeto con la lente frontal del condensador, evitando de esta suerte “la reflexión luminosa de su cara inferior”. También diseñó los paraboloides de metal “que proyecta el haz luminoso sobre la preparación con un ángulo de mayor inclinación”, aproximadamente en el año 1855.

A Charles Chevalier, en el 1823 se le debe la construcción de lentes acromáticos para el microscopio (el acromatismo fue descubierto en 1729 por Chester More Hall. Dotó al objetivo el verdadero carácter de sistema (varios pares de lentes acromáticas atornilladas una tras otro constituían el sistema) lográndolo mediante la interposición de una lente intermedia bicóncava que indicó Selligne. Los Chevalier (padre e hijo) introdujeron el uso del Bálsamo de Canadá para unir las lentes y los diafragmas. La misma firma, en 1870, introdujo el uso del “diafragma iris”.

Giovanni Battista Amici (1786-1883), en Módena, empleó en 1829 una lente frontal semiesférica, perfeccionando los “sistemas a seco que aventajaban a todos los demás objetivos anteriores”.

En el 1844 (otros autores señalan en el 1850) creó el “objetivo de inmersión”. Amici interponía agua entre el cubre-objeto y el objetivo como “medio de inmersión”. Con tal método, que lo hacía en forma empírica, lograba aprovechar ciertos rayos luminosos agrandando y mejorando la formación de la imagen. No sólo con agua experimentó Amici, sino que también empleó el aceite de anis. La adición del objetivo de inmersión resolvió parcialmente el problema del “poder de resolución” y “magnificencia”.

El físico Ernest Abbe (1840-1905), discípulo del famoso Zeiss, perfeccionó el principio de Amici y expresó que el rendimiento de un objetivo obedecía a su “apertura numérica”, en otros términos: “por la cifra que resulta del producto del índice de refracción del medio entre la lente frontal y la preparación y el seno de la mitad del ángulo de abertura del sistema óptico en cuestión”. En 1878, en colaboración con Zeiss, basándose sobre fundamentos científicos, logró la construcción de una inmersión homogénea al aceite de cedro concentrado como medio de conseguir el acromatismo, atendiendo a que este líquido gozaba de un alto índice de refracción.

Es posible que la idea la hayan tomado de Brewster –inclusive el mismo Amici-, quien en 1813, se dice que ya había hecho ensayos experimentales.

Mas si damos crédito al físico Abbe, sería J. M. Stephenson el verdadero inventor del principio de inmersión homogénea, por haber aplicado como “medio de inmersión” al aceite de cedro. Nos limitamos a señalar que las experiencias de este último son ulteriores a las de Amici.

El empleo del aceite de cedro y del monobromuro de naftalina como medios de inmersión y el aditamento de los objetivos de naturaleza apocromática, señala no sólo el progreso, sino la génesis de la Bacteriología, aparejado, como es natural, a los adelantos obtenidos en los métodos técnicos de fijación, tinción y cultivo. Abbe, aparte de su versación sobre el uso del aceite de cedro, también tuvo éxito, llevando a feliz término la solución del problema de “la corrección de la dispersión coloreada de la luz a su paso por las lentes”. Finalmente, en colaboración con Schott (1884), Abbe creó nuevos tipos de vidrio, de borato y fosfato, cuyas propiedades ópticas permitieron la fabricación de los afamados objetivos “apocromáticos” que brindan una imagen nítida y libre de toda aberración.

Las exigencias de los investigadores de aquella época obligaron a los pulidores de cristal hacia un mayor perfeccionamiento, no en la confección de lentes cada vez más pequeñas, de foco corto, sino que urgía darle solución a los problemas de la aberración esférica y cromática. Entendiéndose por “aberración cromática” la “dispersión desigual de los componentes de la luz solar en su trayecto a través de las lentes”. Corregir esta aberración es restar a la preparación los contornos coloreados y borrosos.

Tipos de microscopio

Fuentes