Principi Di Illuminazione In Campo Scuro - Optika Italy B-380 Serie Handbuch

11.2

Principi di illuminazione in campo scuro

Questo principio viene applicato nella microscopia
campo scuro, un metodo semplice e popolare per
rendere chiaramente visibili oggetti non colorati.
Tali oggetti hanno spesso indici di rifrazione molto vicini
a quelli dei loro dintorni e sono difficili da immaginare
nella microscopia a campo chiaro convenzionale.
Ad esempio, molti piccoli organismi acquatici hanno
un indice di rifrazione compreso tra 1.2 e 1.4, il che
comporta una differenza ottica trascurabile dal mezzo
acquoso circostante. Questi sono candidati ideali per
l'illuminazione in campo scuro.
L'illuminazione in campo scuro richiede il blocco della
luce centrale che normalmente passa attraverso
e attorno al campione, consentendo solo ai raggi
obliqui di ogni azimut di "colpire" il campione montato
sul vetrino del microscopio. La lente superiore di un
semplice condensatore di campo oscuro di Abbe è
sfericamente concava, consentendo ai raggi di luce
che emergono dalla superficie in tutti gli azimuth di
formare un cono di luce cavo invertito con un apice
centrato nel piano del campione.
Se nessun campione è presente e l'apertura numerica
del condensatore è maggiore di quella dell'obiettivo,
i raggi obliqui si incrociano e tutti questi raggi non
entreranno nell'obiettivo a causa della loro obliquità. Il
campo visivo apparirà scuro.
L'insieme condensatore / obiettivo per campo oscuro
illustrata in Fig. 23 è un sistema ad alta apertura
numerica che rappresenta la microscopia in campo
scuro nella sua configurazione più sofisticata e che
verrà discussa in dettaglio di seguito.
L'obiettivo contiene un diaframma interno ad iride che
serve a ridurre l'apertura numerica dell'obiettivo ad un valore inferiore a quello del cono luminoso vuoto capovolto
emesso dal condensatore.
Il condensatore cardioide è un progetto per campo scuro riflettente che si basa su specchi interni per proiettare
un cono di luce privo di aberrazioni sul piano del campione.
Quando un campione viene posizionato sul vetrino, in particolare un campione non colorato e che non assorbe
luce, i raggi obliqui attraversano il campione e sono diffratti, riflessi e / o rifratti da discontinuità ottiche (come la
membrana cellulare, il nucleo e gli organuli interni) permettendo a questi deboli raggi di entrare nell'obiettivo.
Il campione può quindi essere visto luminoso su uno sfondo altrimenti nero.
In termini di ottica di Fourier, l'illuminazione del campo scuro rimuove l'ordine zero (luce non ingrandita) dal
modello di diffrazione formato sul piano focale posteriore dell'obiettivo.
Ciò si traduce in un'immagine formata esclusivamente da intensità di diffrazione di ordine superiore disseminate
dal campione.
I candidati ideali per l'illuminazione in campo scuro includono piccoli organismi acquatici viventi, diatomee,
piccoli insetti, ossa, fibre, capelli, batteri non colorati, lievito e protozoi.
I campioni non biologici comprendono cristalli minerali e chimici, particelle colloidali, campioni di particelle di
polvere e sezioni sottili di polimeri e ceramiche contenenti piccole inclusioni, differenze di porosità o gradienti
di indice di rifrazione.
Prestare attenzione quando si preparano i campioni per la microscopia in campo scuro poiché le caratteristiche
che si trovano al di sopra e al di sotto del piano di messa a fuoco possono anche disperdere la luce e contribuire
al degrado dell'immagine.
Anche lo spessore del campione e lo spessore del vetrino del microscopio sono molto importanti e, in generale,
un campione sottile è auspicabile per eliminare la possibilità di artefatti di diffrazione che possono interferire
con la formazione dell'immagine.
Obiettivo ad
Alta Apertura
Numerica
Cono di Luce
Obliqua
Specchio
Concavo
Luce dalla
Sorgente
Condensatore cardioide per campo scuro
Pagina 45
Luce agli Oculari
Diaframma ad Iride
Vetrino
Condensatore
Cardioide
Specchio
Convesso
Diaframma
Centrale
Fig. 23