Fisica General Burbano

636 ÓPTICA FÍSICA
XXVI – 37. Poder separador del microscopio*. Apertura numérica
PODER SEPARADOR del microscopio es la inversa de la mínima distancia a que pueden estar
dos puntos, para que formen imágenes que se vean separadas a través del microscopio.
Supongamos que L es la lente frontal del microscopio de
diámetro D (objetivo) que limita al haz de luz que penetra en él
(Fig. XXVI-49). La aplicación de la fórmula de Helmholtz conduce
a: nys = n′y′s′; en la que y es la menor distancia posible
entre los puntos P y O para que se vean separadamente; y por
tanto, según la fórmula (12), en la que se confunde el seno con
el ángulo, s toma el valor: s = 1,22l/D. Teniendo en cuenta
que n′ =1 (el medio que hay dentro del tubo del microscopio
es aire), y que si confundimos el ángulo con la tangente se verifica:
y′ =ja′ =1,22la′/D y s′ =D/2a′ (Fig. XXVI-49), obtenemos
por sustitución en la fórmula de Helmholtz:
Fig. XXVI-49.– L es la lente frontal del microscopio que limita al haz de luz
que penetra en él (diámetro D = 2R).
122 , l
ny
D a D l
l
s = ′
l y
a′ = 122 ,
= 061
2 2
⇒ = 061 ,
,
ns
Fig. XXVI-50.– Ultramicroscopio.
y el poder separador:
Si no se trata de ángulos pequeños en los que el seno se pueda confundir con el ángulo, la fórmula
del poder separador del microscopio es:
siendo n el índice de refracción del medio interpuesto entre el objeto y el objetivo; s el semiángulo
formado por un punto del objeto situado en el eje y los bordes del objetivo (Fig. XXVI-49); l
es la longitud de onda de la luz que ilumina al objeto. Al producto «n sen s» se le llama APERTURA
NUMÉRICA.
«El poder separador es directamente proporcional a la apertura numérica e inversamente
proporcional a la longitud de onda de la luz que ilumina».
Para la visión de los objetos con gran detalle se usan los OBJETIVOS DE INMERSIÓN; entre el objetivo
y el objeto se interpone una gota de un líquido de gran índice de refracción (aceite de cedro:
n = 1,55) obteniéndose, para iguales aumentos, un mayor poder separador.
La iluminación con luz de pequeña longitud de onda (luz azul o violeta) proporciona también
visiones detalladas; aún se consigue mayor poder separador por iluminación con luz ultravioleta;
en este caso es necesario obtener microfotografías (por la invisibilidad de tales radiaciones) y emplear
óptica de cuarzo, ya que el vidrio no es atravesado por los rayos ultravioleta.
XXVI – 38. Ultramicroscopio
Las micelas de las disoluciones coloidales (diámetro menor que 0,1 µ) rebasan por su pequeñez
el límite del poder separador de un microscopio. Pueden hacerse visibles sobre un fondo
oscuro, empleando una iluminación lateral. Los rayos de luz, procedentes de un condensador especial,
iluminan la preparación y no penetran, directamente, en el tubo del microscopio; los rayos
que inciden en las micelas coloidales sufren en ella la difracción y alguno de los haces proyectados
en todas las direcciones, penetra por el tubo del microscopio y vemos, sobre el fondo oscuro, un
punto brillante que nos indica la existencia de una partícula. El fenómeno es análogo a la visión
del polvillo atmosférico cuando un rayo de sol penetra por la rendija de una ventana sin incidir directamente
en nuestros ojos.
Existen varios tipos de condensadores: el paraboloide de Wenhan, es una pieza de vidrio, cuyas
paredes plateadas son parte de una paraboloide de revolución. Los rayos de luz paralelos entre
sí, procedentes de una lente colimadora, inciden en sus caras y se reflejan pasando por su foco,
donde se encuentra la preparación. Los rayos centrales son detenidos por una pieza opaca (Fig.
XXVI-50).
XXVI – 39. Redes de difracción
1 ns
p = =
y 061 , l
1 n sen s
p = =
y 061 , l
Se llama RED DE DIFRACCIÓN a una placa de vidrio en la que se han trazado una gran cantidad
de líneas paralelas, en cada milímetro.
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* El ángulo de agudeza visual se estudia en el párrafo XLVI-8.