Los microscopios (I)

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van Leeuwenhoek observando por el microscopio
van Leeuwenhoek observando por el microscopio

El microscopio hoy día es un instrumento que permite obtener una imagen agrandada de un objeto; imagen que o puede ser vista directamente, fotografiada, filmada o almacenada digitalmente, para posterior análisis. Dos conceptos básicos definen la potencia del microscopio: la llamada ampliación (o aumento total), el número de veces que el objeto de investigación aparece agrandado, y la resolución, la capacidad para discernir claramente dos puntos del objeto.

El microscopio sencillo consistía en una sola lente sujetada por un anillo, incrustada en una placa o colocada en un cilindro, combinada con un dispositivo para sujetar el objeto de estudio y un mecanismo que permitiese enfocar. Por otra parte el microscopio compuesto consistía en un tubo que se podía desplazar que contenía dos lentes (o sistemas de lentes), el objetivo que forma una imagen aumentada del objeto y el ocular que ampliaba ésta; además una base para sujetar el conjunto permitiendo los desplazamientos necesarios, y una placa perforada en la que depositar los especímenes. Los microscopios compuestos solían requerir una iluminación adicional que era proporcionada o bien por un espejo situada debajo de la placa y que permite reflejar la luz a través del espécimen y dentro del instrumento o, más modernamente por una fuente de luz artificial acoplada a la base.

MelissographiaLarge
Portada de “Melissographia”

El microscopio se inventó probablemente en algún momento de la segunda década del siglo XVII ya que las descripciones e ilustraciones impresas de objetos observados al microscopio datan de 1625, en el Melissographia y en el Apiarium obras realizadas por los miembros de la Accademia dei Lincei. Las observaciones las habían realizado con un occhialino proporcionado por Galileo.

Desplegable de la "Micrographia" de Hooke
Desplegable de la “Micrographia” de Hooke

Pero, sin duda, uno de los libros recibido con más entusiasmo en el siglo XVII fue la Micrographia (1665) de Robert Hooke. En éste se presentaba espectacularmente una amplia colección de objetos minúsculos observados al microscopio: desde la punta de una aguja hasta los poros del corcho pasando por gusanos y pulgas. También contenía un análisis de los métodos de la microscopía y una descripción del microscopio compuesto de Hooke, un instrumento inclinable sujeto por una sola columna a una base maciza y con dispositivo que le proporcionaba luz artificial proveniente de una lámpara.

Microscopio compuesto de Hooke
Microscopio compuesto de Hooke

Otros microscopistas famosos de la época como Antoni van Leeuwenhoek, Marcello Malpighi y Jan Swammerdam seguían usando microscopios sencillos. Leeuwnhoek además de usarlos los fabricaba; llegó a construir más de 300. Eran pequeñas placas de metal en las que estaba incrustada una lente y un simple dispositivo de enfoque, con aumentos de entre 75 y 150 veces. Leeuwenhoek comunicaba sus hallazgos principalmente a través de la Royal Society de Londres, llegando a ser especialmente conocido por su descripción de los espermatozoides de distintas especies en 1678.

Esquema del microscopio de van Leeuwenhoek
Esquema del microscopio de van Leeuwenhoek

En el siglo XVII los investigadores en toda Europa continuaron usando ambos tipos de microscopios. Sin embargo, con su uso dos tipos de problemas que limitaban el rendimiento de los microscopios empezaron a ser evidentes: las aberraciones esférica y cromática. Los objetos aparecían borrosos o con bordes coloreados, porque, en el primer caso, la superficie de una lente esférica lleva a los rayos de luz que inciden en diferentes puntos a un foco que está en puntos diferentes y, en el segundo, porque los rayos de luz de diferentes longitudes de onda se refractan de forma diferente.

Aberraciones cromática y esférica
Aberraciones cromática (izqda.) y esférica (dcha.)

Una forma de minimizar la aberración esférica consistía en restringir la luz que entraba a la lente con un diafragma, pero con el coste de oscurecer la imagen. Las aberraciones afectaban al microscopio compuesto más que al sencillo. Durante el siglo XVIII pocos avances más se harán en los microscopios por las limitaciones que imponen las aberraciones. No será hasta final de siglo que empiezan a incorporarse soluciones que habían encontrado los otros grandes usuarios de instrumentos ópticos: los astrónomos.

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En la serie Apparatus buscamos el origen y la evolución de instrumentos y técnicas que han marcado hitos en la historia de la ciencia.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

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