De la microscopie vers la nanoscopie

Thèmes abordés

Microscopie, pouvoir séparateur, contraste de phase, Huyghens, lentilles

Résumé du document

On se souviendra particulièrement des trois précurseurs de la microscopie et des propriétés de la lumières : Huyghens, Young et Fresnel. La lumière a une nature ondulatoire. Prenons une table de diffraction sur laquelle on place deux points d'ondes. Ces ondes vont se propager à la surface de l'eau et se rencontrer. A ce moment, ces ondes vont produire des interférences et deux possibilités sont à envisager.
Les interférences sont constructives : les ondes sont en phase et additionnent leurs amplitudes.

Extraits

[...] L'objectif: la résolution latérale (pouvoir séparateur) L'image d'un point est une tache Le diamétre de cette tache dépend: * du système d'observation * de la longueur d'onde de la lumière * de l'indice de réfraction du milieu Résolution axiale (profondeur de champ): distance entre le point le plus haut et le plus bas qui donne une image nette. Cette résolution axial dépend de l'ouverture numérique et la profondeur de champs diminue quand l'ouverture numérique augmente. Elle dépende de l'ouverture numérique. Diminue sur ouverture numérique augmente. Donc si on ferme le diaphragme d'ouverture on diminue la résolution et on augmente la profondeur de champ. [...]

[...] Passage de l'observation à l'action. Denis Gabor (nobel 1971), fondateur de la loupe à vapeur de mercure, a eu l'idée de l'hologramme qu'il publia comme nouveau principe microscopique. Cette idée holographique fut simplement de superposer au faisceau diffracté un fond cohérent, servant de référence. C'est le principe même de la porteuse : une idée typique de la technique radio à modulation de fréquence De la sorte, la phase du rayonnement était enregistrée sous forme de micro-déformation des franges, et un simple ré-éclairage permettait par simple diffraction sur ces franges de restituer l'intégralité de l'onde, donc de restituer l'information qu'elle véhicule. [...]

[...] Définition du grossissement d'une loupe, G = B/A avec b angle sous lequel on voit l'image donnée par la loupe et A angle sous lequel on voit l'objet à l'oeil nu. Grossissement du microscope: Gobjectif * G oculaire La résolution : C'est la plus petite distance entre deux points encore distinguables comme deux entités séparées. R = 0.61 λ/NA, Na= ouverture numérique ou luminosité de l'objectif. Elle est inversement proportionnelle à la luminosité de l'objectif. Elle est intrinsèquement limitée par la longueur d'onde λ : par exemple 0,21 μm pour le violet à 400 nm. [...]

[...] La fixation à lieu après le prélèvement par immersion dans un bain fixateur. Ensuite à lieu la déshydratation afin de rendre un tissu par exemple, solide, afin de le couper en fine lamelle. Pour cela, on le trempe dans divers bains d'alcools afin de faire évacuer l'eau, puis dans du toluène, afin de chasser l'alcool. On imprègne ce tissu de paraffine chaude et on le place dans une étuve qui va lui donner une forme de cube. Que l'on va pouvoir couper en fines lamelles avec un appareil adapté (microtomie). [...]

[...] La résolution est égale au rayon du disque central de Airy. Quand la lumière des différents points du spécimen passe au travers de l'objectif, et est reconstituée en une image, ce n'est plus un point, mais un point auréole ou disque de Airy à cause de la diffraction et de la diffusion. Ex du zèbre : Si on observe de grandes rayures, l'image est flou. Si on observe des petites rayures, l'image est encore moins bonne, on ne voit plus les zébrures mais que du gris. [...]