Introduction à la microscopie par Frithjof A. S. Sterrenburg

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1.
Introduction

2.
Historique
3.
Composants
4.
Bases
5.
Optique géométrique
6.
Optique physique
7.
Eclairage
8.
Techniques spécialess

Clés: italiques: texte pour les expérimentateurs  bleu: mots-clés   rouge: important!

 

     1. INTRODUCTION

L'illusion

Depuis environ 350 ans, le télescope et le microscope ont élargi les concepts humains plus que tout autre instrument scientifique. Pourtant superficiellement, le macrocosme et le microcosme font maintenant partie de notre vie - des aventures de Star Trek aux lettres empoisonnées à l'antrax. Actuellement autant le microscope que le télescope souffrent de l'illusion que leur contribution consiste en "agrandissement". Le premier pas vers une compréhension de ce que l'on essaie de faire en utilisant un télescope ou un microscope est de se débarrasser de cette illusion une fois pour toutes. Nous limiterons notre discussion au microscope mais la situation du télescope est tout à fait comparable car les deux instruments sont soumis aux lois physiques de l'optique.

Que l'agrandissement ne donne pas automatiquement une information supplémentaire devrait être évident depuis que nous utilisons abondamment des images dans nos ordinateurs. Les programmes de traitement d'image les plus simples offrent un outil "zoom" ; mais agrandir une image par ce procédé résulte en une image à très gros grains qui ne contient aucune information supplémentaire. Le but d'un microscope n'est pas d'agrandir l'image mais de voir des détails plus fins de cette image. Cette différence fondamentale est clairement démontrée dans la Fig.1, deux images des écailles d'une aile de moustique. L'agrandissement est identique, l'image de gauche est prise avec un microscope-jouet, l'autre avec un microscope de laboratoire.

La qualité oprtique inférieure n'est pas seulement un facteur que conduit à des images de qualité inférieure, comme montré à la Fig2, images de la diatomée Pleurosigma angulatum. Les deux ont été prises avec le même ensemble optique, la différence de qualité est exclusivement le résultat d'une mauvaise ou d'une correcte utilisation du microscope.

La performance d'un microscope est exprimée comme son "pouvoir de résolution", c'est-à-dire sa capacité de séparer (résoudre) les détails fins.

Les diatomées en microscopie

Les Diatomées sont des plantes microscopiques ("Algues") consitant en une seule cellule entourée d'un exosquelette en silicate. Les parois de silicate ont une ultra-structure complexe qui, dans chaque espèce, consiste en un arrangement très régulier de perforations. La Fig.3 montre une image de Gyrosigma sinense à l'aide d'un microscope optique (LM de Light Microscope en anglais) et l'ultra-structure de cette diatomée avec un microcope électronique à balayage (MEB, ou SEM de Scanning-Electron Microscope en anglais). Avec le LM, l'image est beaucoup moins détaillée et est réduite à une série de "points" arrangés en lignes droites se croisant à 90°. La finesse et la régularité de cet arrangement de "points" dans le LM sont la raison pour laquelle les diatomées sont des objets test valable pour l'évaluation de la qualité des images microscopiques depuis environ 1850. Les diatomées peuvent être regardées comme des exemples hautement représentatifs "d'objets microscopiques" ; nous nous réfèrerons souvent à elles. Des lames de diatomées sont disponibles commercialement, voir l'internet.






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September 2002
© Frithjof A. S. Sterrenburg