Microscopia Ottica a Trasmissione PDF

Summary

Questo documento fornisce una panoramica della microscopia ottica a trasmissione, includendo concetti fondamentali come risoluzione ottica, potere risolutivo, e principi di diffrazione. Sono inclusi anche riferimenti a strumenti ottici come i microscopi e i CCD.

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Microscopia ottica a trasmissione Il microscopio da banco che troverete nelle esercitazioni Le grandezze nei sistemi biologici Il nostro strumento naturale Per risoluzione di un oggetto si intende, risoluzione ottica: E' la risoluzione effettiva di uno «scanner» ed è il fa...

Microscopia ottica a trasmissione Il microscopio da banco che troverete nelle esercitazioni Le grandezze nei sistemi biologici Il nostro strumento naturale Per risoluzione di un oggetto si intende, risoluzione ottica: E' la risoluzione effettiva di uno «scanner» ed è il fattore principale nel determinare la quantità di dettaglio visibile in un'immagine Il potere risolutivo, il potere di risoluzione, la risoluzione spaziale, la risoluzione angolare, esprimono la capacità di un sistema ottico per misurare - i microscopi , i telescopi o occhio , ma anche alcuni rivelatori, in particolare quelli utilizzati in immagini - per distinguere i dettagli. Può essere caratterizzato dall'angolo o distanza minima che deve separare due punti contigui per poterli distinguere correttamente. Può, in modo equivalente, essere caratterizzato dalla massima frequenza spaziale che il sistema può misurare o ripristinare: è quindi espressa in cicli per millimetro (cy/mm) o in coppie di righe per millimetro (pl/mm). La definizione di potere risolutivo può essere ugualmente applicata alla capacità risolutiva spaziale, spettrale e temporale. Limite di diffrazione Gli strumenti ottici contengono molto spesso una camera oscura , dove la luce che passa attraverso l'apertura della camera oscura è diffrattiva. Anche se il sistema ottico è considerato perfetto nel senso che è privo di qualsiasi aberrazione , la diffrazione ne limita il potere risolutivo: un oggetto puntiforme dà un'immagine “sfocata”, chiamata punto di Airy. Se due dettagli di un oggetto sono troppo vicini, i punti di diffrazione si sovrappongono e diventa impossibile ottenere immagini separate di quei dettagli. Altri Microscopi ottici Alcuni di voi li incontreranno negli anni successivi quando frequenteranno i laboratori Dispositivo ad accoppiamento di Carica Il dispositivo ad accoppiamento di carica, sigla CCD (dall'inglese Charge- Coupled Device), consiste in un circuito integrato formato da una riga, o da una griglia, di elementi semiconduttori (photosite) in grado di accumulare una carica elettrica (charge) proporzionale all'intensità della radiazione elettromagnetica che li colpisce. Questi elementi sono accoppiati (coupled) in modo che ognuno di essi, sollecitato da un impulso elettrico, possa trasferire la propria carica ad un altro elemento adiacente. Inviando al dispositivo (device) una sequenza temporizzata d'impulsi, si ottiene in uscita un segnale elettrico grazie al quale è possibile ricostruire la matrice dei pixel che compongono l'immagine proiettata sulla superficie del CCD stesso. Questa informazione può essere utilizzata direttamente nella sua forma analogica, per riprodurre l'immagine su di un monitor o per registrarla su supporti magnetici, oppure può essere convertita in formato digitale per l'immagazzinamento in file che ne garantiscano il riutilizzo futuro. Campo chiaro Campo scuro La diffrazione, nella fisica, è un fenomeno associato alla deviazione della traiettoria di propagazione delle onde quando queste incontrano un ostacolo sul loro cammino. È tipica di ogni genere di onda, come il suono, le onde sulla superficie dell'acqua o le onde elettromagnetiche come la luce o le onde radio; il fenomeno si verifica anche nelle particolari situazioni in cui la materia mostra proprietà ondulatorie, in accordo con il dualismo onda-particella. Gli effetti di diffrazione sono rilevanti quando la lunghezza d'onda è comparabile con la dimensione dell'ostacolo: in particolare per la luce visibile (lunghezza d'onda attorno a 0,5 µm) si hanno fenomeni di diffrazione quando essa interagisce con oggetti di dimensione sub-millimetrica. Fisicamente, l'illuminazione del campo scuro è descritta come illuminazione per la quale il punto di diffrazione più intenso (vedere la figura di diffrazione ) non entra nel piano focale posteriore della lente. Solo i raggi deviati, ad esempio i massimi secondari del modello di diffrazione, partecipano alla formazione dell'immagine.

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