projet, MICROSCOPE

Projet : fonctionnement d’un microscope
Introduction
Les premiers instruments grossissants
Dès la fin du XIIIème siècle, des verres grossissants ont été utilisés pour la correction
de la vision. On savait donc à cette époque tailler et polir des lentilles, ce qui permit
l’invention du télescope puis du microscope. L’utilisation du microscope simple (constitué
d’une seule lentille de verre à la manière d’une simple loupe) en histoire naturelle date du
XIVème siècle.
1. L’historique du microscope
Le microscope optique est un instrument d'optique muni d'un objectif et
d'un oculaire qui permet de grossir l'image d'un objet de petites dimensions (ce qui
caractérise son grossissement) et de séparer les détails de cette image (et son pouvoir de
résolution) afin qu'il soit observable par l'œil humain. Il est utilisé en biologie, pour observer
les cellules, les tissus, en pétrographie pour reconnaître les roches, en métallurgie et
en métallographie pour examiner la structure d'un métal ou d'un alliage.
Il est difficile de dire qui a inventé le microscope composé. On dit souvent que
l'opticien hollandais Hans Janssen et son fils Zacharias Janssen fabriquèrent le premier
microscope en 1590, mais ceci provient d'une déclaration de Zacharias Janssen lui-même au
milieu du XVIIe siècle. La date annoncée est assez improbable étant donné qu'il a été montré
que Zacharias Janssen est né vers 1590.
Un autre favori au titre d'inventeur du microscope est Galilée. Il a développé un occhiolino,
un microscope composé d'une lentille convexe et d'une autre concave en 1609.
On dit aussi que l’invention du microscope s’est produite par Anton van Leeuwenhoek, qui a
fait beaucoup de travaux sur cet appareil, vers 1674.
Mais le nom qui ressort le plus est celui de le hollandais Zacharias Jansen qui construit un
microscope avec deux lentilles convergentes en 1608.
Zacharias Janssen est né à Middelburg, dans les Pays-Bas, en 1588 et mort dans la
même ville en 1638. Il provenait d’une famille qui fabriquait des lentilles. Son père était Hans
Janssen. Il est considéré comme l’inventeur du microscope optique, peut être avec l’aide de
son père, en 1595.
Le vrai nom de "microscope" a été officiellement créé par Demisiano en 1645.
A la fin du XVIIème siècle, Christiaan Huygens, un autre Hollandais, a développé un
oculaire simple à deux lentilles permettant de corriger les aberrations chromatiques, ce qui
représentait un grand progrès dans le développement du microscope.
Au XIXème les microscopes furent perfectionnés et permettent de multiples
découvertes.
2. Les évolutions du microscope
L’utilisation du microscope simple (constitué d’une seule lentille de verre à la
manière d’une simple loupe) en histoire naturelle date du XIVème siècle.
L’invention du microscope composé (formé de deux groupes de lentilles) remonte
quant à elle à la fin du XVIème siècle mais la paternité de cette invention est controversée.
Les premiers microscopes, d’un faible grossissement, sont formés d’une seule
lentille et ressemblent davantage à des loupes.
Zacharias Janssen (v.1588 – v.1631) est un fabricant Hollandais de lentille du XVIe
siècle. Et à la fin du XVIIème siècle, Christiaan Huygens, un Hollandais, a développé un
oculaire simple à deux lentilles permettant de corriger les aberrations chromatiques, ce qui
représentait un grand progrès dans le développement du microscope.
Microscope optique (1751).
Microscope de Cuff (1760)
Microscope Zeiss, Jena (1879)
Le progrès microscopique du 19ème siècle est qu’il y a deux objectifs de deux
grossissements différents.
Modèle Voigt & Hochgesang" (1890).
Ce microscope n’a qu’un seul objectif mais il est amélioré par rapport aux microscopes
précédent .
Microscope optique du XXème siècle : le design est différent. Il y a de nouveau un progrès
sur le nombre d’objectifs (3 objectifs), et le grossissement est plus important par rapport aux
microscopes des siècles précédents.
Microscope optique du XXI siècle . Il a la même structure que celui du XXème mais le design
est légèrement différent.
3. Composition d’un microscope et son rôle
Le microscope optique est un instrument d'optique muni d'un objectif et d'un
oculaire qui permet de grossir l'image d'un objet de petites dimensions (ce qui caractérise
son grossissement) et de séparer les détails de cette image afin qu'il soit observable par l'œil
humain.
a) Différentes parties du microscope
Miroir : sert à réfléchir la lumière ambiante pour éclairer l'échantillon par en dessous, dans
le cas d'un échantillon transparent (par exemple une lame mince en biologie ou en géologie,
ou un liquide).
Source de lumière artificielle de meilleure température de couleur et de stabilité et par
l'usage d'un condenseur qui permet à cette lumière de remplir d'une façon homogène et
régulière le champ observé.
Diaphragme : ouverture de diamètre variable permettant de restreindre la quantité
de lumière qui éclaire l'échantillon.
Platine porte-échantillon : où l'on pose l'échantillon ; les "valets" servent à tenir
l'échantillon lorsque celui-ci est mince (par exemple une lame de verre). La platine peut être
mobile (gauche-droite et avant-arrière), ce qui permet de balayer l'échantillon et de
sélectionner la partie observée.
Objectifs : lentille ou ensemble de lentilles réalisant le grossissement. Il y a en
général plusieurs objectifs, correspondant à plusieurs grossissements, montés sur un barillet.
Plusieurs types d’objectifs existent, entre autres les objectifs faibles, les moyens et les forts.
Oculaire : un oculaire est un système optique complémentaire de l'objectif. Il est
utilisé dans les instruments tels que les microscopes ou les télescopes pour agrandir l'image
produite au plan focal de l'objectif. Un oculaire est en fait une loupe perfectionnée pour
fournir une image à l'infini, c'est-à-dire une image nette sans accommodation de l'œil, et
avec le moins d'aberration optique possible.
Mise au point rapide et micrométrique ; pour que l'image soit nette, il faut que
l'objet soit dans le plan focal de l'objectif .Ces molettes font monter et descendre l'ensemble
objectif-oculaire avec un système de crémaillère, afin d'amener le plan focal sur la zone de
l'échantillon à observer.
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4. Réalisation expérimentale d’un microscope : paramètres dont dépend le
grossissement du microscope
Mesures
Conclusion:
On se rend compte que plus C1 et C2 sont grands, l’image est vue plus grande et nette. De
plus quand f1>f2 on a besoin de moins de distance d pour voir l’image agrandie ; par contre
quand f1<f2 on a besoin de plus de distance d. Plus la distance focale est petite, plus l’objet
est agrandi.