Componenti meccaniche
Il tubo del corpo del microscopio separa l’obiettivo e l’oculare e assicura l’allineamento continuo delle ottiche. Ha una lunghezza standardizzata, antropometricamente legata alla distanza tra l’altezza di un banco o di un tavolo (su cui poggia il microscopio) e la posizione degli occhi dell’osservatore seduto. È tipicamente dotato di una torretta rotante che permette di scambiare obiettivi di diversa potenza con la garanzia che la posizione dell’immagine sarà mantenuta. Tradizionalmente, la lunghezza del tubo del corpo è stata definita come la distanza dall’estremità superiore dell’obiettivo all’estremità dell’oculare del tubo.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Una lunghezza standard del corpo-tubo di 160 mm (6,3 pollici) è stata accettata per la maggior parte degli usi. (I microscopi metallografici hanno un corpo-tubo di 250 mm). Gli obiettivi dei microscopi sono progettati per minimizzare le aberrazioni alla lunghezza del tubo specificata. L’uso di altre distanze influenzerà l’equilibrio delle aberrazioni per gli obiettivi ad alto ingrandimento. Pertanto, la messa a fuoco del microscopio tradizionale richiede lo spostamento dell’obiettivo, del tubo e dell’oculare come un’unità rigida. Per ottenere questo, l’intero tubo è dotato di un meccanismo a cremagliera che gli permette, insieme all’obiettivo e all’oculare, di essere spostato verso o lontano dal campione.
Il campione è solitamente montato su un vetrino. I vetrini per microscopio di routine erano fissati a 3 × 1 pollice durante l’epoca vittoriana e sono ancora prodotti all’equivalente metrico di quelle dimensioni (7,5 × 2,5 cm) oggi. Il campione, di solito immerso in un materiale con un I.R. che corrisponde a quello del vetrino, è coperto da un sottile vetrino coprioggetto. Il palcoscenico meccanico su cui si trova il vetrino è dotato di una coppia di controlli con una disposizione a cremagliera. Questo permette di spostare il vetrino in due direzioni, in modo da poter esaminare diverse aree del campione. I microscopi controllati dal computer seguono la posizione del vetrino e possono tornare alle aree designate del campione quando richiesto.
La precisione con cui la messa a fuoco e il movimento del vetrino devono essere mantenuti aumenta con la diminuzione della profondità di fuoco dell’obiettivo. Per gli obiettivi ad alto N.A., questa profondità di fuoco può essere piccola come 1 o 2 μm, il che significa che i componenti meccanici devono fornire un movimento stabile a incrementi ancora più piccoli.
Sono stati introdotti diversi approcci per ottenere un movimento stabile e preciso a costi ragionevoli. Alcuni progettisti hanno eliminato il meccanismo di scorrimento del tubo del corpo, incorporando le regolazioni per il movimento verticale necessario per la messa a fuoco, così come il movimento laterale dell’oggetto, in un unico sistema meccanico. Un approccio alternativo è stato quello di montare un doppio obiettivo a relè di 160 mm (6,3 pollici) di lunghezza focale nell’estremità inferiore del tubo. Questa lente del tubo è progettata per accettare la luce da un’immagine creata dall’obiettivo all’infinito. L’obiettivo stesso è progettato per avere aberrazioni corrette per una distanza infinita dell’immagine. Un vantaggio di questo approccio è che, poiché l’immagine trasmessa è all’infinito, l’obiettivo del microscopio stesso, un componente molto leggero, può essere spostato per effettuare la messa a fuoco senza sconvolgere la correzione delle aberrazioni.
In alcuni microscopi l’oculare è progettato come una parte di un obiettivo zoom, che permette la variazione continua dell’ingrandimento su una gamma limitata senza perdita di messa a fuoco. Tali microscopi sono ampiamente utilizzati nell’industria.