Fundamentos y Características de los Objetivos y Oculares en Microscopía

Contraste y Resolución

Un objeto debe poseer un cierto grado de contraste con su medio circundante. Para producir una imagen amplificada clara, el microscopio debe poseer un poder de resolución suficiente para permitir la percepción, como objetos separados, de dos puntos adyacentes muy próximos en la imagen.

Objetivo

No aumenta el tamaño, produce una imagen aumentada del objeto a observar y define la calidad de la imagen. La distancia focal es la distancia que existe entre un objeto enfocado y un punto situado en el interior del objetivo. La distancia focal es difícil de apreciar y de medir, por lo cual no resulta muy adecuada para clasificar los objetivos.

Distancia Focal y Distancia de Trabajo

La distancia de trabajo (distancia entre la superficie de la lente del objetivo y el objeto a observar, aproximadamente 0.2mm) es mucho más importante que la distancia focal. La distancia de trabajo es siempre mucho menor que la distancia focal, lo que puede dar lugar a diversos problemas de enfoque.

Aumento Nominal y Longitud de Tubo

El aumento nominal es el que viene grabado sobre el cuerpo del objetivo.

Aumento Primario

Es el aumento producido por el objetivo en sí, y es igual al aumento nominal siempre que se use la longitud de tubo estándar.

Aumento Útil

Alude a la apertura numérica. Es el aumento total de un microscopio cuando no excede de cierta cantidad condicionada por la abertura numérica del objetivo.

Cálculo de Aumento

Se calcula el aumento de un objetivo basado en la relación entre la distancia focal y la longitud de tubo usada, obteniéndose dividiendo la longitud de tubo (en mm) entre la distancia focal del objetivo.

Resolución

Esta capacidad de mostrar los detalles estructurales se llama resolución, y puede definirse con más precisión como la capacidad de un objetivo para que dos puntos o detalles estructurales muy próximos se vean como puntos separados.

Abertura Numérica

Cada objetivo tiene un determinado poder de resolución que se mide y describe en términos de abertura numérica (N.A.) del objetivo. Seno de X * N = N.A. La abertura numérica está relacionada con el tamaño del ángulo de abertura, que a su vez varía con la distancia de trabajo del objeto. Por lo cual, a medida que aumenta el poder de resolución de un objetivo, la distancia de trabajo disminuye y el ángulo de abertura aumenta.

Características Ópticas

• Resolución: es directamente proporcional a la abertura numérica; en otras palabras, al aumentar o disminuir la abertura numérica, aumenta o disminuye, respectivamente, la resolución.
• Transmisión de la luz: la cantidad de luz que pasa a través de un objetivo es directamente proporcional a la abertura numérica.
• Distancia de trabajo: es inversamente proporcional a la abertura numérica; es decir, cuando la abertura numérica aumenta o disminuye, la distancia de trabajo disminuye o aumenta, respectivamente.
• Horizontalidad de campo: se habrá observado que en ciertos objetivos, cuando están enfocados de tal manera que el centro del campo queda perfectamente definido, la imagen del campo se va haciendo borrosa hacia los márgenes, como si la preparación fuera curva en vez de plana.
• Profundidad de campo: esta cualidad se conoce también como profundidad focal y también depende de la abertura numérica, siendo inversamente proporcionales.

Tipos de Objetivos

Objetivos Acromáticos

Contienen, por lo menos, un doblete acromático. Su apertura numérica es mediana, por lo cual su poder de resolución es también moderado (objetivo: eliminación de aberraciones acromáticas).

Objetivos Apocromáticos

Buscan eliminar en su totalidad las aberraciones cromáticas y esféricas. Los dobletes se sustituyen por tripletes y los materiales se sustituyen por diversos tipos de vidrios especiales, pensados para la obtención de imágenes perfectas de color.

Lente Crow: cristal óptico con baja dispersión y normalmente bajo índice de refracción. Lente Flint: vidrio óptico con alta dispersión y normalmente con un elevado índice de refracción si se compara con el cristal Crow.

Objetivos de Fluorita

Son intermedios entre los objetivos acromáticos y los apocromáticos. Su objetivo es aumentar el contraste entre las partes de un objeto y su entorno, contraste que a menudo facilita la observación y también la fotografía. Otra propiedad es que no captan igualmente todos los colores.

El Ocular

La segunda unidad óptica fundamental del microscopio es el ocular. El objeto fundamental del ocular es aumentar la imagen producida por el objetivo con el fin de que pueda llegar muy aumentada al ojo del observador. La combinación del aumento primario debido al objetivo y del aumento del ocular da el aumento total del microscopio.

Abertura del Condensador

Si el condensador produce un cono sólido de luz, este cono se llama abertura aplanática del condensador e indica el tamaño del cono libre de aberraciones esféricas, es decir, en el que los rayos centrales y marginales están reunidos en el mismo plano. La abertura efectiva de una combinación objetivo-condensador es la media de la abertura numérica del objetivo y la abertura aplanática del condensador. Es muy importante distinguir entre esta abertura aplanática y la abertura total del condensador.