IL MICROSCOPIO Richiami di ottica Ingrandimento lineare m=h’/h Lenti sottili Formazione dell’immagine (immagini reali e virtuali) Aberrazioni Ingrandimento lineare m=h’/h esprimibile in termini di s ed s’ Microscopio ottico a campo luminoso Funzionamento Potere separatore Modalità dell’esperienza I e II parte Struttura della relazione h = altezza dell’oggetto h’ = altezza dell’immagine IL MICROSCOPIO Daniela Rebuzzi 25 Marzo 2004

IL MICROSCOPIO OTTICO Due lenti convergenti principali (in realtà sistemi ottici): obiettivo  forma un’immagine reale ingrandita dell’oggetto con ingrandimento m1=-s’1/s1-s’1/f1 oculare  forma un’immagine virtuale ulteriormente ingrandita con M2=s’2/s2 s’2/f2=0.25 m /f2 lente del condensatore  focalizza la luce incidente sul campione diaframma  regola l’intensità luminosa Daniela Rebuzzi 25 Marzo 2004

IL MICROSCOPIO Ingrandimento totale del microscopio ottico separatore raggiunge facilmente il fattore 1000, ma è inutile oltre 400 Se si trascurano effetti di diffrazione, qual è la minima distanza che può essere risolta usando un microscopio con M=400 o M=1000? Occhio nudo d=0.1mm, col microscopio 0.1 mm/400=250 nm o 0.1 mm/1000=100 nm Quando la distanza d tra due punti di un campione diventa confrontabile con la lunghezza d’onda  della luce che lo illumina, subentrano effetti di diffrazione  potere separatore n = indice di rifrazione del mezzo interposto tra l’obiettivo e l’oggetto  = angolo sotteso dalla lente dell’obiettivo Se l’angolo sotteso dall’obiettivo è 90o, qual è la minima separazione risolvibile tra oggetti posti in aria e illuminati con luce verde (=500nm)? 250nm Ingrandimenti maggiori di 400X non possono permettere di distinguere un numero maggiore di particolari IL MICROSCOPIO Daniela Rebuzzi 25 Marzo 2004

IL MICROSCOPIO MODALITA’ DELL’ESPERIMENTO (I PARTE) taratura del micrometro oculare vetrino micrometrato  micrometro obiettivo (scale nota) che si deve sovrapporre alla scala del micrometro oculare  con il confronto tra le due scale si tara la scala inserita nell’oculare contare quante tacche piccole del micrometro oculare occorrono per coprire l’intera scala del micrometro obiettivo a ciascun ingrandimento ricordare il numero del microscopio presso cui è stata effettuata la taratura il valore di taratura varia con l’ingrandimento  deve essere ripetuto ogni ingrandimento che si intende usare ingrandimenti disponibili: 10X, 40X IL MICROSCOPIO Daniela Rebuzzi 25 Marzo 2004

IL MICROSCOPIO messa a fuoco del microscopio si ottiene spostando il piattello del preparato rispetto al sistema rigido oculare-obiettivo il particolare risulta a fuoco quando dista dall’obiettivo una distanza tale per cui l’immagine virtuale si forma nel campo visivo dell’occhio dell’osservatore dipende anche dai difetti visivi dell’osservatore la profondità di campo (=lo spessore di preparato che è possibile mettere a fuoco contemporaneamente) è inversamente proporzionale all’ingrandimento IL MICROSCOPIO Daniela Rebuzzi 25 Marzo 2004

IL MICROSCOPIO MODALITA’ DELL’ESPERIMENTO (II PARTE) posizionare il vetrino del preparato e fissare un ingrandimento tarare lo strumento a quel dato ingrandimento 10X  solo taratura e osservazione 40X  taratura, osservazione e misura a 40 X eseguire N misure (N>30) del diametro delle cellule  TABELLA (numero della misura-valore del parametro misurato) calcolo del valor medio del diametro delle cellule e corrispondente deviazione standard sm=sm2 Utilizzando direttamente le misure IL MICROSCOPIO media varianza Daniela Rebuzzi 25 Marzo 2004

raggruppare queste misure in intervalli opportuni ed costruire l’istogramma della distribuzione dei diametri  TABELLA ordinata  numero di osservazioni ascissa  gli intervalli in cui ho suddiviso le misure (spettro discreto della variabile misurata) calcolo di frequenza assoluta, frequenza relativa e valor medio di ciascun canale  TABELLA calcolo del valor medio del diametro delle cellule e corrispondente deviazione standard sm=sm2 Utilizzando la distribuzione istogrammata (spettro da continuo a discreto) se lo spettro fosse discreto i due metodi fornirebbero lo sesso risultato (qui nel primo metodo i parametri dipendono dalla larghezza del bin) confrontare coi risultati ottenuti con ciascuna delle due tecniche IL MICROSCOPIO media varianza Daniela Rebuzzi 25 Marzo 2004

IL MICROSCOPIO Struttura della relazione Titolo Scopo dell’esperienza Definizione di grandezze fisiche e dei fenomeni coinvolti Descrizione dell’apparato sperimentale Principio di funzionamento del microscopio Potere separatore Procedura di taratura e messa a fuoco dello strumento (parte I) Raccolta dati sperimentali (parte II)  TABELLA Costruzione dell’istogramma ( TABELLA) e calcolo dei parametri statistici media e varianza Risultati ottenuti Discussione e commenti IL MICROSCOPIO Daniela Rebuzzi 25 Marzo 2004

L’OCCHIO UMANO Caratteristiche campo visivo 180o cambio di messa a fuoco rapido risoluzione prossima a quella limite imposta dalla diffrazione  0.1 mm a 25cm Funzionamento un sistema di lenti forma un’immagine reale e capovolta su una superficie sensibile alla luce bulbo oculare  quasi sferico, diametro  2.3 cm coroide  membrana scura che assorbe la luce dispersa retina e macchia lutea  l’occhio tende a ruotare in modo che l’immagine si formi in corrispondenza della parte centrale della macula (fovea centralis) Daniela Rebuzzi 25 Marzo 2004

L’OCCHIO UMANO cornea  ricopre una protuberanza trasparente posta sulla superficie del bulbo oculare, devia gran parte della luce iride  varia di dimensioni e determina la quantità di luce che entra nell’occhio attraverso la pupilla (come il diaframma di una macchina fotografica) cristallino  lente con lunghezza focale variabile regolata dai muscoli ciliari, n=1.437 raggio di curvatura grande  messa a fuoco di oggetti lontani la lunghezza focale diminuisce per mettere a fuoco oggetti più vicini Daniela Rebuzzi 25 Marzo 2004

L’OCCHIO UMANO ACCOMODAMENTO = potere del cristallino di adattare la sua lunghezza focale Potere diottrico P (diottrie) = inverso della distanza focale (m) Il potere diottrico di più lenti poste a contatto è pari alla somma dei poteri delle singole lenti Oggetto all’infinito Oggetto vicino  accomodamento = variazione massima del potere diottrico quando si mette a fuoco un oggetto vicino e poi uno lontano, si misura in diottrie adulti xp=0.25m xr=  A = 4 diottrie Diametro dell’occhio Daniela Rebuzzi 25 Marzo 2004