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2- Principe physique du microscope optique - E
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1. TP N 1 DE BIOLOGIE CELLULAIRE INITIATION A LA MICROSCOPIE Introduction L 1l humain ne peu distinguer des objets mesurant moins de 0 2 mm Le microscope devient donc n cessaire pour l observation de certains l ments biologiques et organismes dont les dimensions sont de l ordre de micron um Le probl me fondamental que les biologistes ont eu r soudre lors de l tude des cellules est leur petite taille qui ne permet pas de les observer l 1l nu Par cons quent les connaissances sur les cellules ont progress s avec la mise au point d instruments d observation microscopes de plus en plus perfectionn s ainsi qu avec l laboration de techniques appropri es Le d veloppement de la cytologie est donc li aux progr s techniques accomplis dans le domaine de l optique En effet si les lentilles optiques loupes taient d j connues du temps des Grecs les premiers microscopes compos s des 02 lentilles n ont t mis au point qu la fin du 16 si cle Le microscope est un appareil optique muni de lentilles qui permet de grossir l image et donc de voir de petits d tails Il est surtout utilis en biologie pour observer les cellules les tissus Un certain nombre de r gles de base sont respecter d s la premi re observation les habitudes se gardent m me les mauvaises 1 D finition Le mot microscope est compos de 02 racines tymologiques diff rentes du Grec micro petit
2. exigences Les objets examiner doivent tre minces Leurs diff rents l ments doivent pr senter un certain contraste 2 Il est noter qu un bon clairage est essentiel si on veut faire de bonnes observations Selon un principe d optique on obtient une meilleure r solution quand le condensateur et l objectif sont coupl s c est dire quand ils ont la m me ouverture num rique Pour y arriver il suffit de faire la mise au point sur le sp cimen observer de fermer le diaphragme et de l ouvrir lentement jusqu ce que la lentille post rieure de l objectif soit remplie de lumi re 4 Pr sentation du microscope optique Le microscope optique classique se compose de 02 parties essentielles Un syst me optique Une partie m canique a Syst me optique Il comporte l oculaire l objectif et le syst me d clairage source lumineuse L oculaire c est la lentille sup rieure au niveau de laquelle nous pla ons notre il lors de l observation L objectif c est la lentille inf rieure qui nous rapproche de la pr paration examiner il y a habituellement 03 objectifs correspondant aux grossissements 10X 40X 100X ils sont interchangeables par simple rotation de leur base commune tourelle revolver Syst me d clairage il se compose d une source lumineuse lampe ou miroir L objet examiner est clair par transparence du condensateur qui est menu sa
3. l aide du mouvement rapide et en tenant la t te sur le c t du microscope les yeux hauteur de la platine positionner l objectif une distance de la pr paration clair e l g rement inf rieure la distance focale de l objectif Maintenant et uniquement maintenant mettre l il l oculaire Sans toucher la mise au point am liorer l clairage puis toujours l il l oculaire l aide du mouvement rapide loigner l objectif de la pr paration d une petite quantit ne s loignant pas trop de la distance th orique de mise au point Des ombres sombres de plus en plus nettes doivent appara tre puis l image En cas d chec recommencer la s rie d op ration de pr mise au point Recentrer ventuellement votre aile de mouche L image tant obtenue vous pouvez utiliser le mouvement lent R gles respecter Utiliser une pr paration bien contrast e lame pr par e Eclairer convenablement la pr paration Faire une pr mise au point l oeil la hauteur de la platine Commencer toujours une observation avec le plus faible grossissement Ne pas essayer d utiliser pour le moment l objectif immersion 6 Entretien du microscope Le microscope m me le plus simple est un instrument merveilleux fruit de recherches de nombreux savants au cours des si cles Il n a cess d voluer pour atteindre aujourd hui un quasi perfection Il comprend des parties m caniques d une tr s grande pr cis
4. aire FP faisceau de particule E cran permettant de voir l image A B obtenue de l objet O tudier 3 fonctionnement du microscope La plupart des cellules sont tr s petites pour tre observ es l 1l nu Le microscope optique permet d obtenir des grossissements de l ordre de 1000 Dans le cadre de la microscopie optique classique la pr paration observer est d pos e sur la platine du microscope Pos e sur une plaquette de verre appel e porte objet ou lame et couverte d un couvre objet ou lamelle la pr paration est maintenue en place par deux pinces ou valets La lumi re fournie par une lampe ou miroir est concentr e par le condensateur avant de traverser l objet La lumi re transmise est capt e par l un des objectifs du microscope Ces objectifs sont mont s sur une pi ce tournante appel e tourelle revolver Finalement l image agrandie par l objectif parcourt le tube porte oculaire et est encore magnifi e par l oculaire sur lequel l observateur pose son il Le grossissement de l oculaire multipli par celui de l objectif fournit le grandissement total de l image par le microscope La mise au point s effectue l aide d une ou plusieurs vis de r glages vis macro m trique pour le r glage grossier et la vis microm trique pour le r glage fin Remarques 1 Il est signaler que l examen des chantillons biologiques au microscope optique doit r pondre deux
5. at gorie les l ments suivants L oculaire grossit la pr paration comme une loupe Un chiffre grav dessus indique son pouvoir grossissant ex X12 Les objectifs Ils sont en g n ral au nombre de 3 et situ s l extr mit inf rieure du tube optique Ils compl tent le syst me grossissant Sur chacun d eux un chiffre indique le pouvoir grossissant ex x40 x100 Pour en changer 1l suffit de tourner le revolver Fonction d clairage de la pr paration l clairage de la pr paration microscopique est assur par une lampe halog ne qui envoie la lumi re vers la pr paration microscopique via le condenseur La lumi re traverse l objet et emporte son image vers des lentilles de verre plac es dans l objectif et l oculaire qui l agrandissent C est en pla ant son il sur l oculaire que l on voit cette image Fonction de mise au point La mise au point s effectue en tournant la vis macrom trique qui permet les mouvements rapides et importants du tube optique Cette mise au point est souvent compl t e par l utilisation de la vis microm trique dont la rotation assure des mouvements tr s lents invisible l il nu du tube optique Fonction de soutien La potence supporte l ensemble des pi ces du microscope tube optique platine et miroir Souvent 1l est possible de l incliner par rapport la base ou socle qui reste fixe et qui maintient le microscope sur la table 5 Mode op ratoire Disposer sur la pl
6. atine une lame portant un objet suffisamment contrast lame d j pr par e Cette lame mont e de fa on permanente constitue un bon test chaque fois que l on aura compl tement d r gl son clairage ou que l on utilisera un nouveau microscope Deux possibilit s se pr sentent selon que l on poss de un clairage externe par miroir ou un clairage int gr Pour l clairage par miroir diriger la lumi re d une ampoule d polie sur la pr paration en basculant le miroir Dans le cas d un clairage int gr mettre simplement sous tension et r gler le rh ostat sur une valeur moyenne ou faible Ouvrir les diaphragmes moiti Positionner le condenseur m1 course Mettre en place l objectif le plus faible par exemple celui qui est marqu 10 X en faisant attention ce que le clique soit bien enclench dans le cas d un objectif mont sur revolver Chaque objectif de microscope sa propre distance de mise au point d autant plus courte que l objectif est puissant Certains objectifs mont s sur revolver sont quilibr s entre eux c est dire que quand la mise au point est faite pour l un elle l est aussi quand on en positionne un autre M fiez vous il peut arriver qu un objectif soit d pareill ou bien l g rement d viss ou qu entre temps on ait mis une lame plus paisse et on risque l accident D autre part certains objectifs sont munis d un syst me pare choc ce nest pas une protection absolue A
7. base par un diaphragme qui permet de varier l ouverture du faisceau clairant b partie m canique La partie m canique comporte les l ments suivants un pied une potence une platine une cr maill re et la vis macro et microm trique Le pied il permet d assurer la stabilit du microscope La potence c est le bras de l appareil qui supporte le tube optique et la platine La platine c est le plateau ou l on fixe la lame examiner au moyen des valets La platine est quip e d une ouverture permettant le passage des rayons lumineux La cr maill re command e par un ou deux boutons vis macro et microm trique La vis macro et microm trique permet des mouvements rapides et de grande amplitude du tube optique tan disque la vis microm trique communique au tube optique un mouvement lent et de faible amplitude 1 oculaire 2 tube oculaire 3 tourelle revolver 4 bras ou potence 5 objectif 6 valet 7 platine 8 condensateur 9 vis macro m trique 10 vis microm trique 11 source lumineuse 12 pied ou bas Sch ma d un microscope optique monoculaire On peut classer les diff rentes parties d un microscope selon leur fonction en cinq cat gories gt gt Fonction de maintien de la pr paration le maintien de la pr paration microscopique est assur par la platine et les deux valets Fonctions de grossissement de la pr paration on distingue dans cette c
8. et Scopein voir Le microscope est un instrument optique permettant d observer des objets tr s minces qui peuvent tre travers s par la lumi re en les grossissant 32 1000 X L objet observer appel pr paration est entre une lame et une lamelle de verre Il existe d autres microscopes dits microscopes lectroniques qui permettent des grossissements plus importants 2 Principe physique du microscope optique Cet instrument rapproche donc les objets de notre il en nous permettant de les observer Le principe est le suivant la pr paration est clair e par une lampe Les mol cules observer vont interagir avec la lumi re de plusieurs fa ons soit en absorbant certaines longueurs d onde de la lumi re C est la microscopie en lumi re directe soit en provoquant un d phasage des diff rents rayons lumineux C est la microscopie en contraste de phase Soit en mettant de la lumi re une autre longueur d onde que celle d origine C est la microscopie fluorescence Le microscope photonique utilisent un flux ondulatoire de particules FP non charg es les photons au travers d un syst me de lentilles L1 L2 et L3 de mani re former d un objet O tudier AB une image agrandie A B sur un cran E S source de lumi re L1 lentille condensatrice O objet tudier de dimension AB a Demi angle d ouverture de l objectif L2 L3 respectivement l objectif et l ocul
9. ion et des optiques tout aussi fragiles R f rez vous son mode d emploi fourni pour conna tre la mani re de le d placer et de l entretenir Par exemple 1l est g n ralement recommand de le soulever par sa potence et non par le tube optique ou la platine ce qui pourrait endommager les m canismes d licats La salet sous toutes ses formes est le pire ennemi du microscope Un microscope sale refl te un mauvais entretien Pour enlever la poussi re sur les pi ces optiques sales utiliser un pinceau Si les lentilles sont couvertes de salet s tenaces huile immersion empreintes digitales s ch es utiliser du papier lentille La platine ainsi que les autres pi ces m caniques leur tour doivent tre toujours propres pour cela on recommande qu apr s usage de bien recouvrir le microscope avec un cache poussi re appropri 7 But du TP Le but de ce TP est de mettre l tudiant devant un instrument qui l accompagnera durant toute sa formation pour cela 1l est donc indispensable de le familiariser cet outil de travail Pour cela il est indispensable de lui faire une pr sentation des diff rentes pi ces dont il est compos ainsi que les r glages n cessaires pour obtenir une bonne mise au point 8 travail faire Donner l tudiant une lame pr par e afin de s exercer et de s assurer qu il maitrise parfaitement les diff rents r glages
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