Le microscope optique est un outil très sollicité dans plusieurs domaines scientifiques pour visualiser des objets invisibles à l’œil nu. Son fonctionnement est basé sur la capacité des lentilles à illuminer ces objets. Les microscopes optiques d’aujourd’hui ont différentes configurations, ce qui leur permet d’améliorer la visualisation des échantillons. Comprendre le principe de base de ce type d’appareil est essentiel pour en faire un usage efficace en diagnostic ou en recherche. Ce guide complet vous révèle tout ce qu’il faut savoir sur la structure et le fonctionnement des microscopes optiques.
Principe de fonctionnement des microscopes optiques
Le microscope optique est l’outil privilégié des scientifiques pour observer les objets de très petites dimensions ou invisibles à l’oeil nu. Il ne s’agit donc pas d’un simple dispositif.
Qu’est-ce qu’un microscope optique ?
Un microscope optique est un équipement scientifique servant à grossir des objets pour en voir les moindres détails. Il s’agit d’un type de microscope utilisé dans le but d’étudier les caractéristiques des échantillons de très petite taille qui ne sont pas visibles à l’œil nu. Comparativement aux microscopes de faible puissance et aux stéréomicroscopes, un microscope optique peut offrir des niveaux de grossissement plus élevés, souvent jusqu’à 1000x (et parfois même jusqu’à 2000x).
Quel est le principe de fonctionnement d’un microscope optique ?
Un microscope optique est doté d’un système de lentilles optiques. Cela veut dire que l’outil possède deux lentilles :
- L’Objectif qui grossit l’échantillon ;
- La lentille oculaire de l’Oculaire qui grossit encore l’image issue de l’objectif.
C’est la combinaison de ces deux systèmes optiques qui confère aux microscopes optiques la capacité d’offrir un niveau de grossissement élevé.
Pour commencer, le diaphragme à iris collecte la lumière provenant de l’illuminateur et l’envoie au condensateur qui la focalise. Elle peut ainsi traverser l’ouverture et l’échantillon sur la platine pour atteindre l’objectif. L’image est agrandie une première fois à ce niveau avant d’être renvoyée sur le tube oculaire où elle est encore agrandie par l’oculaire.
Pourquoi utiliser un microscope optique ?
Tout d’abord, le microscope optique est un dispositif d’imagerie doté d’un grand pouvoir de grossissement. Il est particulièrement adapté à l’observation et à l’étude de petits spécimens comme les micro-organismes, les tissus d’animaux, les tissus de plantes, les structures cellulaires, les cellules, etc.
Le microscope optique est aussi un outil peu coûteux. Il est très précieux pour les chercheurs et les étudiants qui travaillent dans divers domaines scientifiques allant de la médecine légale à la bactériologie en passant par la chimie et la biologie. Vous pouvez retrouver un microscope optique dans la plupart des établissements médicaux, des laboratoires et des classes de sciences.
Les éléments constitutifs d’un microscope optique
Les microscopes optiques sont plus complexes que les microscopes simples. Leur utilisation nécessite plusieurs étapes, car ils sont dotés de plus de pièces. On peut regrouper ces pièces en deux catégories fondamentales :
- Les composants structurels (les boutons de réglage et la platine) ;
- Les composants optiques (la lentille oculaire et l’objectif).
En principe, un microscope optique est structuré en trois sections à savoir : la tête, le corps et la base. Chaque section est composée de plusieurs pièces différentes, jouant chacune un rôle spécifique.
La tête
La tête du microscope optique est la partie la plus haute. Il s’agit d’une section inamovible et fixe composée de quelques pièces importantes (des systèmes optiques du microscope). C’est dans cette partie que se trouve l’oculaire, c’est-à-dire la lentille qui sert à observer le spécimen situé en dessous. L’oculaire s’étend sur le long du tube oculaire et peut être contrôlé avec le réglage dioptrique. La tête abrite également le porte-nez rotatif. C’est l’emplacement des lentilles de l’objectif.
En gros, voici les différentes parties que vous retrouverez sur la section tête :
- L’Oculaire ;
- Les lentilles : une (monoculaire), deux (binoculaire) ou trois (trinoculaire) lentilles oculaires selon le modèle ;
- Le tube optique (long tube métallique fixé à la tête du microscope à son extrémité inférieure et contenant l’oculaire à son extrémité supérieure) ;
- Le réglage dioptrique (petite molette située en dessous de l’oculaire et servant à modifier la mise au point de l’un ou l’autre oculaire)
- Le réglage interpupillaire (caractéristique des oculaires trinoculaires qui leur permet de pivoter dans une certaine direction afin de s’adapter aux différences de vue de deux observateurs utilisant le microscope en même temps) ;
- Tourelle ou Revolver (comporte au moins trois à cinq branches qui retiennent une lentille d’objectif de différents grossissements pour chaque branche) ;
- Les lentilles d’objectif : c’est la lentille optique principale de tout type de microscope à champ clair ou à lumière. Situées à l’extrémité inférieure du revolver, elles peuvent être orientées vers l’arrière ou vers l’avant.
Le corps
Encore appelé Cadre, le corps du microscope est la partie centrale du microscope. Il maintient l’ensemble du microscope en reliant la base à la tête. En servant de bras, le corps du microscope vous permet donc de transporter le microscope de son lieu de stockage à votre poste de travail.
Cette section du microscope abrite plusieurs commandes et pièces différentes, la platine mécanique étant la plus importante. C’est en effet sur la platine que l’échantillon est chargé pour être visualisé. Le corps accueille également les boutons de réglage grossier et fin.
En gros, voici les différentes parties que vous retrouverez sur la section Corps :
- Les boutons de réglage (pour affiner et régler la mise au point du microscope) ;
- Les boutons de réglage coaxiaux (le réglage fin et le réglage grossier reposent sur le même axe sur la plupart des microscopes optiques) ;
- La platine ;
- L’ouverture : située au milieu de la platine, c’est un petit trou qui permet à la lumière de la source lumineuse d’atteindre les lentilles de l’objectif en traversant l’échantillon ;
- Les valets : des pièces de métal (généralement) placées sur les deux bords de la platine. Ce sont des pinces qui servent à maintenir fermement la lame en place ;
- La butée de crémaillère : petite pièce de vis placée à une extrémité de la platine dont le rôle est d’empêcher l’échantillon d’entrer en contact avec l’objectif et d’empêcher la platine de s’approcher trop près des objectifs ;
- Contrôle de la platine : c’est une commande de platine dédiée servant à ajuster le niveau de la platine pour amener l’échantillon le plus près possible de l’objectif, sans qu’il y ait contact entre les deux.
Le pied
Le pied n’est rien d’autre que la partie inférieure du microscope. C’est cette section qui rend l’appareil équilibré, droit et stable. La base est donc souvent lestée. Le pied abrite aussi des pièces nécessaires au fonctionnement du microscope. On peut citer : l’interrupteur principal, la source lumineuse et ses mécanismes de réglage.
Pour cette section, voici les différentes parties que vous pouvez retrouver :
- La source optique (elle fournit la lumière qui éclaire le spécimen et permettant de voir l’image agrandit à travers l’oculaire) ;
- Le condenseur (au-dessus de la source de lumière, il collecte et focalise la lumière sur le spécimen) ;
- Le diaphragme (entre le condenseur et la platine, il régule la quantité de lumière allant sur le spécimen) ;
- Interrupteur de la source de lumière (pour allumer et éteindre la source de lumière).
Pour résumer, il faut rappeler qu’un microscope optique est un outil équipé de lentilles et qui fonctionne sur des principes de microscopie optique. C’est un appareil à forte puissance et à fort grossissement qui vous permet d’observer les moindres détails de petits spécimens invisibles à l’œil nu. Le microscope optique possède deux grandes parties toutes situées à la tête de l’outil : les lentilles oculaires et lentilles d’objectif. Quant aux composants structurels, qui comprennent la source de lumière et les boutons de réglage, on les retrouve à la base et dans le cadre principal du microscope. Maîtriser la structure et comprendre le fonctionnement des microscopes optiques est essentiel pour en faire un usage efficace et optimal.
