Tra i tanti strumenti ottici, esistono il telescopio e il microscopio. Il telescopio è sicuramente il più importante strumento in dotazione all’astronomia. Serve a raccogliere e focalizzare la radiazione elettromagnetica emanata dall’oggetto che si vuole osservare. Il telescopio che siamo abituati ad utilizzare e a conoscere è quello in cui la radiazione ha una frequenza da rientrare nel campo del visibile, il telescopio è il tubo con lenti.
Ma che cosa è il telescopio?
La parola telescopio ci riporta a un telescopio ottico, ma questo è solamente un caso di telescopio, perché ci sono anche altri che servono per osservare tutto lo spettro elettromagnetico, quindi non soltanto la sua porzione visibile dall’occhio umano. I telescopi aumentano la grandezza apparente degli oggetti, questo insieme alla loro luminosità.
Galileo è stato il primo ad usare un telescopio per fini astronomici. I telescopi amatoriali e professionali si dividono in rifrattori e riflettori. I telescopi rifrattori ricostruiscono l’immagine solo per mezzo di lenti, mentre quelli riflettori, al posto delle lenti dell’obiettivo usano più specchi. I telescopi riflettori si dividono in newtoniani e catadiottrici (Schimdt-Cassegrain). Il principale difetto che è stato messo in atto da una lente è l’aberrazione cromatica, ovvero una lente scompone la luce bianca nei vari colori e la fa convergere poi in punti differenti dell’asse ottico. Nei moderni telescopi questo difetto è stato eliminato con l’adozione del doppietto acromatico. Ma un altro difetto generato dalle lenti è l’aberrazione sferica. Ovvero, a causa di questo difetto, l’immagine di una stella, invece di essere puntiforme appare circondata da un alone di luce, questa aberrazione può essere corretta con un doppietto acromatico opportunamente lavorato.
Il microscopio
Se con il telescopio possiamo osservare posti lontani e, in realtà, grandi. Con il microscopio andremo a vedere gli organismi e loro strutture di quelli che risultano impercettibili ad occhio nudo. La lente d’ingrandimento ci permette un aumento delle dimensioni dell’immagine di un oggetto che viene osservato, a seconda del suo potere d’ingrandimento. Se facciamo uso di due lenti l’immagine ingrandita dalla prima lente sarà ulteriormente ingrandita dalla seconda. Questo serve a rappresentare il principio di funzionamento del microscopio ottico.
Composizione del microscopio ottico
Il microscopio ottico si costituisce di due sistemi di lenti inserite in un tubo ottico:
- l’oculare, in cui si va a guardare,
- l’obiettivo, che è situato in prossimità dell’oggetto da osservare.
Nel microscopio ottico gli oggetti da osservare devono essere soprattutto attraversati dalla luce. La distanza minima al di sotto della quale non si può percepire due punti tra loro distanti viene chiamato potere di risoluzione, che nel microscopio ottico è superiore di ben 400 volte rispetto a quello dell’occhio umano.
Struttura del microscopio ottico
La struttura del microscopio si costituisce di una parte meccanica e di una parte ottica. La parte meccanica è composta da:
- uno stativo, ovvero che costituisce un sostegno centrale metallico su cui vengono inseriti gli altri pezzi, lo
stativo poggia su una base piuttosto pesante, - un tavolino porta oggetti, con un’apertura al centro per poter consentire alla luce di passare e attraversare
il vetrino. - il tubo ottico, dove vengono inseriti i due sistemi di lenti, quindi oculare e obiettivo.
- la messa a fuoco dell’immagine viene effettuata tramite una vite macrometrica, che permette gli spostamenti verticali del tubo ottico, ma anche tramite una vite micrometrica, che consente solo dei minimi movimenti verticali del tubo ottico.
La parte ottica è costituita da:
- Due sistemi di lenti, quello obiettivo e oculare. L’obiettivo viene inserito nella parte più bassa del tubo ottico, in
prossimità del preparato. Mentre, l’oculare è messo alla sommità del tubo ottico. Va detto che i microscopi ottici possono essere dotati di 1 o 2 oculari, infatti si chiamano monoculari o binoculari. Di conseguenza possono essere presenti degli obiettivi, che si inseriscono in un supporto revolver, che può essere ruotato. - Da un apparato di illuminazione, ovvero può essere costituita da una semplice lampada inserita direttamente
alla base, o da uno specchietto a due facce, che si orienta per andare a convogliare i raggi luminosi verso il
preparato da osservare. Il preparato da osservare deve essere principalmente sottile per poter essere
attraversato dalla luce e quindi osservato. - Da un condensatore di luce, che si regola in altezza e concentra la luce sul preparato.
- Da un diaframma ad iride che regola l’intensità di luce a seconda delle esigenze.
- Da un’eventuale lente che funge da filtro.
Sugli oculari e obiettivi vengono riportati degli indici che informano sulle caratteristiche delle lenti e il loro potere
di ingrandimento. Ma ci sono degli oculari con diverso potere d’ingrandimento. Solitamente viene utilizzato il 10x ma possono essere impiegati anche oculari diversi. Ci sono anche degli obiettivi che possono avere diverso potere di ingrandimento, per esempio un 4x, 10x, 40x, 100x. La capacità di ingrandimento di un microscopio dipenderà dai sistemi di lenti impiegati. Questo si calcola moltiplicando il potere di ingrandimento dell’obiettivo per quello dell’oculare.
Microscopio o telescopio?
Molto probabilmente la domanda che ci porremo è se sia meglio un telescopio o un microscopio. Questo va deciso in merito a quello che dobbiamo fare. Ricordiamo che il telescopio ha un obiettivo di grande lunghezza focale. Questo ci permette di ottenere un’immagine reale grande di oggetti lontani, che non possono essere avvicinati. L’immagine verrà poi osservata tramite un oculare, di piccola lunghezza focale, per andare ad avvicinare l’occhio all’immagine e ottenere un ingrandimento angolare elevato. Invece, il microscopio, a differenza del telescopio, può essere avvicinato a piacimento all’oggetto. Conosciamo la ghiera zigrinata presente su ogni microscopio per la messa a fuoco, serve per avvicinare e allontanare lo strumento al soggetto affinché l’immagine prodotta dall’obiettivo sia formata esattamente sul piano focale dell’oculare. Quindi, l’obiettivo è di lunghezza focale molto piccola, proprio per poterlo avvicinare, ottenendo quindi un’immagine reale ingrandita. Così come nel telescopio si osserva da posizione ravvicinata attraverso l’oculare. Nel telescopio l’ingrandimento forte si ottiene con obiettivi poco convergenti, mentre nel microscopio con obiettivi molto convergenti. Perciò, potremo sintetizzare dicendo che:
- Tutti e due forniscono un’immagine capovolta.
- La messa a fuoco, nel caso del telescopio, non avvicina e non allontana lo strumento al soggetto, come avviene nel microscopio, ma avvicina e allontana le due lenti tra loro permettendo all’oculare di far coincidere il suo piano focale anteriore con quello posteriore dell’obiettivo.
- Il microscopio va sempre messo a fuoco per diversi posizionamenti del soggetto.
- Il telescopio deve essere sistemato solo per correzioni di difetti di vista dell’osservatore.
