As propriedades mais importantes do microscópio - Ciência - 2023

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As propriedades do microscópio Mais proeminentes são o poder de resolução, a ampliação do objeto de estudo e a definição. Esses recursos permitem o estudo de objetos microscópicos e têm aplicações em vários campos de estudo.

O microscópio é um instrumento que evoluiu ao longo do tempo, graças à aplicação de novas tecnologias para oferecer incríveis imagens muito mais completas e nítidas dos diversos elementos que são objeto de estudo em áreas como a biologia, a química, a física, medicina, entre muitas outras disciplinas.

As imagens de alta definição que podem ser obtidas com microscópios avançados podem ser bastante impressionantes. Hoje é possível observar átomos de partículas com um nível de detalhe que anos atrás era inimaginável.

Existem três tipos principais de microscópios. O mais conhecido é o microscópio óptico ou de luz, dispositivo que consiste em uma ou duas lentes (microscópio composto).

Há também o microscópio acústico, que funciona criando a imagem a partir de ondas sonoras de alta frequência, e os microscópios eletrônicos, que por sua vez são classificados em microscópios de varredura (SEM, Microscópio Eletrônico de Varredura) e efeito túnel (STM, Microscópio de Varredura de Tunelamento).

Estes últimos fornecem uma imagem formada a partir da capacidade dos elétrons de "passarem" pela superfície de um sólido por meio do chamado "efeito túnel", mais comum no campo da física quântica.

Embora a conformação e o princípio de funcionamento de cada um desses tipos de microscópios sejam diferentes, eles compartilham uma série de propriedades, que apesar de serem medidas de maneiras diferentes em alguns casos, ainda são comuns a todos. Esses são, por sua vez, os fatores que definem a qualidade das imagens.

As propriedades comuns do microscópio

1- Poder de Resolução

Diz respeito ao mínimo de detalhes que um microscópio pode oferecer. Depende do design do equipamento e das propriedades de radiação. Normalmente, este termo é confundido com "resolução", que se refere ao detalhe realmente obtido pelo microscópio.

Para melhor compreender a diferença entre poder de resolução e poder de resolução, deve-se ter em mente que o primeiro é uma propriedade do instrumento como tal, definido de forma mais ampla como “a separação mínima de pontos no objeto em observação que podem ser percebidos em condições ideais”(Slayter e Slayter, 1992).

Enquanto, por outro lado, a resolução é a separação mínima entre pontos do objeto estudado que foram efetivamente observados, em condições reais, que poderiam ser diferentes das condições ideais para as quais o microscópio foi projetado.

É por isso que, em alguns casos, a resolução observada não é igual ao máximo possível nas condições desejadas.

Para obter uma boa resolução, além do poder de resolução, são necessárias boas propriedades de contraste, tanto do microscópio quanto do objeto ou espécime a ser observado.

2- Contraste ou definição

Esta propriedade se refere à capacidade do microscópio de definir as bordas ou limites de um objeto em relação ao fundo onde ele está.

É o produto da interação entre a radiação (emissão de luz, térmica ou outra energia) e o objeto em estudo, por isso falamos contraste inerente (o da amostra) e contraste instrumental (aquele com o próprio microscópio).

Por isso, por meio da graduação do contraste instrumental, é possível melhorar a qualidade da imagem, de forma que se obtenha uma combinação ótima dos fatores variáveis que influenciam um bom resultado.

Por exemplo, em um microscópio óptico, a absorção (uma propriedade que define a claridade, escuridão, transparência, opacidade e cores observadas em um objeto) é a principal fonte de contraste.

3- Ampliação

Também chamada de grau de ampliação, essa característica nada mais é do que a relação numérica entre o tamanho da imagem e o tamanho do objeto.

Geralmente é denotado por um número acompanhado pela letra "X", de modo que um microscópio cuja ampliação seja igual a 10000X oferecerá uma imagem 10.000 vezes maior do que o tamanho real do espécime ou objeto sob observação.

Ao contrário do que se possa pensar, a ampliação não é a propriedade mais importante de um microscópio, pois um computador pode ter um nível de ampliação bastante alto, mas uma resolução muito baixa.

A partir deste fato, o conceito de ampliação útil, ou seja, o nível de ampliação que, em combinação com o contraste do microscópio, realmente fornece uma imagem de alta qualidade e nítida.

Por outro lado, o ampliação vazia ou falsa, ocorre quando a ampliação útil máxima é excedida. A partir daí, apesar de continuar a ampliar a imagem, nenhuma informação mais útil será obtida mas, ao contrário, o resultado será uma imagem maior, mas borrada, pois a resolução permanece a mesma.

A figura a seguir ilustra esses dois conceitos de maneira clara:

A ampliação é muito maior nos microscópios eletrônicos do que nos ópticos, que atingem uma ampliação de 1500X para os mais avançados, os primeiros atingindo níveis de até 30000X no caso dos microscópios MEV.

Já nos microscópios de tunelamento de varredura (STM), a faixa de ampliação pode chegar a níveis atômicos de 100 milhões de vezes o tamanho da partícula, sendo até possível movê-los e colocá-los em arranjos definidos.

conclusão

É importante destacar que, de acordo com as propriedades explicadas acima de cada um dos tipos de microscópios citados, cada um tem uma aplicação específica, o que permite aproveitar as vantagens e benefícios em relação à qualidade das imagens de forma otimizada.

Se alguns tipos têm limitações em certas áreas, elas podem ser cobertas pela tecnologia de outros.

Por exemplo, microscópios eletrônicos de varredura (SEM) são geralmente usados para gerar imagens de alta resolução, especialmente no campo da análise química, níveis que não poderiam ser alcançados por um microscópio de lente.

O microscópio acústico é usado com mais frequência no estudo de materiais sólidos não transparentes e na caracterização de células. Detecte facilmente vazios em um material, bem como defeitos internos, fraturas, rachaduras e outros itens ocultos.

Por sua vez, o microscópio óptico convencional continua sendo útil em algumas áreas da ciência por sua facilidade de uso, seu custo relativamente baixo e porque suas propriedades ainda geram resultados benéficos para os estudos em questão.

Referências

Imagem por Microscopia Acústica. Recuperado de: smtcorp.com.
Microscopia Acústica. Recuperado de: soest.hawaii.edu.
Reivindicações vazias - ampliação falsa. Recuperado em: microscope.com.
Microscópio, como os produtos são feitos. Recuperado de: encyclopedia.com.
Scanning Electron Microscopy (SEM) por Susan Swapp. Recuperado de: serc.carleton.edu.
Slayter, E. e Slayter H. (1992). Microscopia de luz e eletrônica. Cambridge, Cambridge University Press.
Stehli, G. (1960). O microscópio e como usá-lo. Nova York, Dover Publications Inc.
Galeria de imagens STM. Recuperado de: researcher.watson.ibm.com.
Noções básicas sobre microscópios e objetivos. Recuperado de: edmundoptics.com
Faixa de ampliação útil. Recuperado em: microscopyu.com.