El microscopio óptico es una herramienta esencial del bacteriólogo. Las bacterias son simplemente demasiado pequeñas para verlas sin ayuda. Algunas bacterias son tan pequeñas, de hecho, que ni siquiera se pueden ver con un potente microscopio óptico sin una pequeña ayuda, un poco de ayuda en forma de lentes de inmersión en aceite. Las lentes que requieren inmersión en aceite están clasificadas como objetivos de gran aumento.
Ampliación del ojo
Su ojo contiene superficies que curvan la luz para enfocarla en la retina. La posición de una mancha de luz en la retina depende del ángulo en el cual la luz ingresa a su ojo. Su ojo enfoca la luz desde dos ángulos diferentes en dos puntos diferentes. La separación de las manchas depende de la diferencia en el ángulo. Si dos puntos están lo suficientemente cerca como para estimular las mismas células en la retina, no podrás diferenciarlos. Es por eso que no puedes ver bacterias: el ángulo entre la luz que proviene de los dos lados de una bacteria es tan pequeño que tu ojo lo combina con otra luz.
Cómo funciona un microscopio
Un microscopio es como una lente extra en frente de su ojo. Todo el propósito es magnificar el ángulo de luz que proviene de un objeto, por lo que el microscopio actúa como una gran lupa, doblando la luz para que parezca como si el objeto se extendiera. Pero usar una lente grande para el trabajo crearía imágenes oscuras y distorsionadas, por lo que un microscopio usa un par de lentes pequeñas: un objetivo cercano a la muestra y un ocular u ocular cerca de su ojo. Cada una de esas lentes tiene su propio aumento. La ampliación de todo el microscopio es el producto de la ampliación de ambas lentes. Un ocular 10X, uno que aumenta por un factor de 10, con un objetivo 20X da una ampliación general de 200X.
Luz de flexión
La luz se curva cuando transiciones de una superficie a otra . Se necesitan dos cosas: la luz debe golpear la interfaz en ángulo, y la "densidad" de los dos materiales debe ser diferente. Esto no es realmente densidad en peso, sino un tipo de densidad óptica llamada índice de refracción.
Cuanto mayor sea el aumento, mayor será el ángulo de luz que el objetivo debe recoger de la muestra. Normalmente, las bacterias se encuentran en una gota de agua contenida en un portaobjetos de vidrio y la luz se dobla al dejar el portaobjetos. Esto tiene el efecto de hacer que un cono de luz proveniente de la bacteria se extienda a un cono aún más grande. A grandes aumentos, el cono de luz debe agrandarse, es tan grande que puede pasar totalmente por alto el objetivo. Ahí es donde entra la inmersión en aceite.
Lentes de inmersión en aceite
El cono de luz de un portaobjetos de vidrio se extiende por dos motivos: porque está en ángulo con respecto a la superficie y porque el índice de la refracción del aire es menor que el índice de refracción del vidrio. El aceite tiene el mismo índice de refracción que el vidrio, por lo que el cono de luz no se extiende demasiado. En cambio, la luz permanece en el mismo ángulo hasta que alcanza la lente objetivo.
La lente objetivo debe estar especialmente diseñada para enfocar una muestra a través del aceite, pero muchas lentes están diseñadas de esta manera. En general, las lentes objetivo de 60X o más pueden usar aceite, y ciertamente lo harán cuando llegue a 100X. Debido a que los oculares son típicamente 10X, el aceite es necesario para ver bacterias con un aumento de 1000X.
