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MICROSCOPIO CONFOCAL El microscopio confocal es un microscopio que emplea una técnica óptica de imagen para incrementar el contraste y/o reconstruir imágenes tridimensionales utilizando un "pinhole" espacial (colimador de orificio delimitante) para eliminar la luz desenfocada o destellos de la lente en especímenes que son más gruesos que el plano focal. CONCEPTO BÁSICO El concepto de imagen confocal fue patentado por Marvin Minsky en 1957.[2] En un microscopio de fluorescencia convencional (p.ej., de campo amplio), el espécimen entero está sobresaturado de luz a partir de la fuente de iluminación. Debido a la conservación de la intensidad de la luz en su recorrido, todas las partes del espécimen a lo largo de su ruta óptica serán excitadas y la fluorescencia detectada por un fotodetector o una cámara. Tipos Existen tres tipos de microscopios confocales disponibles comercialmente: El Microscopio confocal láser de barrido, el

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MICROSCOPIO CONFOCAL

El microscopio confocal es un microscopio que emplea una técnica óptica de imagen

para incrementar el contraste y/o reconstruir imágenes tridimensionales utilizando un

"pinhole" espacial (colimador de orificio delimitante) para eliminar la luz desenfocada

o destellos de la lente en especímenes que son más gruesos que el plano focal.

CONCEPTO BÁSICO

El concepto de imagen confocal fue patentado por Marvin Minsky en 1957.[2] En un

microscopio de fluorescencia convencional (p.ej., de campo amplio), el espécimen

entero está sobresaturado de luz a partir de la fuente de iluminación. Debido a la

conservación de la intensidad de la luz en su recorrido, todas las partes del

espécimen a lo largo de su ruta óptica serán excitadas y la fluorescencia detectada

por un fotodetector o una cámara.

Tipos

Existen tres tipos de microscopios confocales disponibles comercialmente: El

Microscopio confocal láser de barrido, el microscopio confocal de disco giratorio

(disco de Nipkow) y microscopios de matriz programable,(Programmable Array

Microscope, PAM). La microscopía confocal de barrido por láser produce un mayor

rendimiento en la calidad de la imagen que los de disco o PAM, pero la tasa de

frames era muy lenta (menos de tres frames/segundo) hasta hace poco. Los

microscopios de disco pueden lograr velocidades compatibles con la creación de

videos.

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MICROSCOPIO DE FUERZA ATÓMICA

El Microscopio de fuerza atómica (AFM, de sus siglas en inglés Atomic Force

Microscope) es un instrumento mecano-óptico capaz de detectar fuerzas del orden

de los nanonewtons. Al rastrear una muestra, es capaz de registrar continuamente su

topografía mediante una sonda o punta afilada de forma piramidal o cónica.

Historia

Gerd Binnig y Heinrich Rohrer fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en

1986 por su trabajo en microscopía de barrido de túnel. Binnig y Rohrer fueron

reconocidos por el desarrollo de la técnica de microscopía poderosa, que puede

formar una imagen de cada uno de los átomos sobre una superficie de metal o de

semiconductores mediante el escaneo de la punta de una aguja sobre la superficie a

una altitud de sólo unos pocos diámetros atómicos.

El microscopio de efecto túnel (STM) es un instrumento que permite visualizar

regiones de alta o baja densidad electrónica superficial, y de ahí inferir la posición de

átomos individuales o moléculas en la superficie de una red. La "observación"

atómica se ha vuelto una tarea común en muchos laboratorios debido al bajo costo

de este tipo de microscopía en comparación con la microscopía electrónica.

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MICROSCOPÍA VIRTUAL

El estudio a distancia de las imágenes se puede denominar telehistología,

telecitología o telepatología dinámica virtual dependiendo del tipo de información

biológica. Mediante un microscopio virtual, una persona localizada en cualquier lugar

del mundo controlará el área de estudio del preparado microscópico.

Descripción

Un microscopio virtual puede ser estático o dinámico y estático es cuando una

imagen se encuentra previamente digitalizada a un aumento determinado (20x, 50x,

100x). Un microscopio virtual dinámico (también denominado interactivo) permite

hacer zoom a la imagen en tiempo real, y en algunos casos, permitir el control del

campo visualizado mediante la manipulación remota de las muestras un microscopio

robotizado.

Microscopios virtuales en educación

Con la llegada de las imágenes digitales y redes informáticas como Internet, es fácil

compartir fotografías macro y microscópicas. El continuo progreso de las tecnologías

permitió la aparición de una forma específica de telepatología dinámica ("láminas

virtuales) y junto con herramientas de navegación, logran hacer de cualquier

computadora personal un microscopio digital. El uso de estas herramientas en la

educación continua, conlleva un desarrollo óptimo del conocimiento en futuros

médicos u otros trabajadores del área de la salud.

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MICROSCOPIO ELECTRÓNICO

Un microscopio electrónico es aquél que utiliza electrones en lugar de fotones o luz

visible para formar imágenes de objetos diminutos. Los microscopios electrónicos

permiten alcanzar ampliaciones hasta 5100 veces más potentes que los mejores

microscopios ópticos, debido a que la longitud de onda de los electrones es mucho

menor que la de los fotones "visibles".

El primer microscopio electrónico fue diseñado por Ernst Ruska y Max Knoll entre

1925 y 1930, quienes se basaron en los estudios de Louis-Victor de Broglie acerca

de las propiedades ondulatorias de los electrones.

Un microscopio electrónico, como el de la imagen, funciona con un haz de electrones

generados por un cañón electrónico, acelerados por un alto voltaje y focalizados por

medio de lentes magnéticas (todo ello al alto vacío ya que los electrones son

absorbidos por el aire).

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Limitaciones del microscopio electrónico

El limitado diámetro de la apertura no permite que la información detallada

alcance la imagen, limitando de este modo la resolución.

El contraste de amplitud (que radica en la naturaleza corpuscular de los

electrones) se debe al contraste de difracción, provocado por la pérdida de

electrones del rayo. Es un contraste dominante en especímenes gruesos.

El contraste de fase (que radica en la naturaleza ondulatoria de los electrones)

se debe al contraste de interferencia provocado por los desplazamientos en

las fases relativas de las porciones del rayo. Es un contraste dominante en

especímenes finos.

Existen también distintas aberraciones producidas por las lentes: astigmática,

esférica y cromática

El problema de la función de transferencia de contraste (CTF): la CTF

describe la respuesta de un sistema óptico a una imagen descompuesta en

ondas cuadráticas.

El material biológico presenta dos problemas fundamentales: el entorno de vacío y la

transferencia de energía. Para resolverlos, se utilizan distintas técnicas dependiendo

del tamaño de la muestra:

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MICROSCOPIO DE CAMPO OSCURO

Diagrama que ilustra la trayectoria de la luz a través de un microscopio de campo

oscuro.

El microscopio de campo oscuro (en inglés: Dark field microscope or dark ground

microscope) es un microscopio que utiliza un haz enfocado de luz muy intensa en

forma de un cono hueco concentrado sobre el espécimen. El objeto iluminado

dispersa la luz y se hace así visible contra el fondo oscuro que tiene detrás, como las

partículas de polvo iluminadas por un rayo de sol que se cuela en una habitación

cerrada.

El objetivo recibe la luz dispersa o refractada por las estructuras del espécimen. Para

lograrlo, el microscopio de campo oscuro está equipado con un condensador

especial que ilumina la muestra con luz fuerte indirecta. En consecuencia el campo

visual se observa detrás de la muestra como un fondo oscuro sobre el cual aparecen

pequeñas partículas brillantes de la muestra que reflejan parte de la luz hacia el

objetivo. Los condensadores que se emplean en microscopía de campo oscuro son

de dos tipos: del tipo paraboloide (tiene una superficie espejada), y los del tipo

cardioide, con dos superficies espejadas. El empleo de uno u otro es indistinto,

mediante cualquiera de ambos, la luz no incide directamente en el objetivo (este es el

objetivo de estos condensadores), sino que incide con una apertura numérica mayor

al del objetivo.

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MICROSCOPIO DE LUZ POLARIZADA

El microscopio petrográfico, microscopio polarizador o de luz polarizada es un

microscopio óptico al que se le han añadido dos polarizadores (uno entre el

condensador y la muestra y el otro entre la muestra y el observador). El material que

se usa para los polarizadores son prismas de Nicol o prismas de Glan-Thompson

(ambos de calcita), que dejan pasar únicamente la luz que vibra en un único plano

(luz polarizada). Microscopio petrográfico usado para el estudio de secciones

delgadas de roca en petrografía.

Microfotografía de un gabro con nícoles cruzados.

Algunos compuestos inorgánicos responden al efecto de la luz, éstos tienen un alto

grado de orientación molecular (sustancias anisótropas), que hace que la luz que los

atraviesa pueda hacerlo en determinados planos vibratorios atómicos.

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El prisma de Nicol permite el paso de luz en un solo plano, así la calcita gira la

posición de polarización, facilitando la identificación de sustancias que extinguen la

luz. Al fenómeno de extinción de luz causado por estos planos atómicos y

orientaciones moleculares se llama birrefringencia.

Este tipo de microscopio se usa para poder identificar sustancias cristalinas

(minerales) o fibrosas (como el citoesqueleto), sustancia amiloide, asbesto, colágeno,

cristales de uratos, queratina, sílice, polen, etc.

Algunos tejidos vivos pueden ser observados bajo microscopía óptica de luz

polarizada debido a la birrefrigencia provocada por la orientación de sus fibroinas,[1]

tales como la actina o miosina. Algunos animales tales como los Anisakis pueden

observarse mediante esta técnica.

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MICROSCOPIO DE FLUORESCENCIA

El microscopio de fluorescencia Olympus BX61, acoplado con una cámara digital.

El microscopio de fluorescencia... es una variación del microscopio de luz ultravioleta

en el que los objetos son iluminados por rayos de una determinada longitud de onda.

La imagen observada es el resultado de la radiación electromagnética emitida por las

moléculas que han absorbido la excitación primaria y reemitido una luz con mayor

longitud de onda. Para dejar pasar sólo la emisión secundaria deseada, se deben

colocar filtros apropiados debajo del condensador y encima del objetivo.

Fluorescencia y microscopio

Estructura de un microscopio de fluorescencia

El fenómeno de la fluorescencia se produce cuando un electrón de un átomo absorbe

toda la energía de una determinada longitud de onda de la luz, saltando a otros

orbitales. Es una situación inestable durante la cual se emite la mayor parte de la

energía que se ha absorbido (con mayor longitud de onda) y vuelve a desplazarse a

su orbital.

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MICROSCOPIO COMPUESTO

Objetivos de un microscopio moderno.

Un microscopio compuesto tiene más de una lente objetiva. Los microscopios compuestos se utilizan especialmente para examinar objetos transparentes, o cortados en láminas tan finas que se transparentan. Se emplea para aumentar o ampliar las imágenes de objetos y organismos no visibles a simple vista. El microscopio óptico común está conformado por tres sistemas:

El sistema mecánico está constituido por una palanca que sirve para sostener, elevar y detener los instrumentos a observar.

El sistema de iluminación comprende un conjunto de instrumentos, dispuestos de tal manera que producen las ranuras de luz.

El sistema óptico comprende las partes del microscopio que permiten un

aumento de los objetos que se pretenden observar mediante filtros llamados

"de antigel subsecuente".

Parte mecánica del microscopio

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Esquema de un micoscopio óptico.

El pie y soporte: contiene la base sobre la que se apoya el microscopio y

tiene por lo general forma de Y o bien es rectangular.

La columna o brazo: Sostiene el tubo en su porción superior y por el extremo

inferior se adapta al pie.

El tubo: tiene forma cilíndrica. El tubo se encuentra en la parte superior de la

columna mediante un sistema de cremalleras, las cuales permiten que el tubo

se mueva mediante los tornillos.

El tornillo macrométrico o macroscopico: girando este tornillo, asciende o

desciende el tubo del microscopio, deslizándose en sentido vertical gracias a

un mecanismo de cremallera.

El tornillo micrométrico o microscopico: mediante el ajuste fino con

movimiento casi imperceptible que produce al deslizar el tubo o la platina, se

logra el enfoque exacto y nítido de la preparación.

La platina: es una pieza metálica plana en la que se coloca la preparación u

objeto que se va a observar. Presenta un orificio, en el eje óptico del tubo, que

permite el paso de los rayos luminosos a la preparación.

Las pinzas: son dos piezas metálicas que sirven para sujetar la preparación.

Se encuentran en la platina.

El revólver: es una pieza giratoria provista de orificios en los que se enroscan

los objetivos.

Sistema óptico

Es el encargado de reproducir y aumentar las imágenes mediante el conjunto de

lentes que lo componen.

El ocular: se encuentra situado en la parte superior del tubo. Su nombre se

debe a la cercanía de la pieza con el ojo del observador. Tiene como función

aumentar la imagen formada por el objetivo. .

Los objetivos: se disponen en una pieza giratoria denominada revólver y

producen el aumento de las imágenes de los objetos y organismos.

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Los objetivos secos se utilizan sin necesidad de colocar sustancia alguna

entre ellos y la preparación. El número de objetivos varía con el tipo de

microscopio y el uso a que se destina. Los aumentos de los objetivos secos

más frecuentemente utilizados son: 4X, 10X, 20X, 40X y 60X.

El objetivo de inmersión está compuesto por un complicado sistema de

lentes.

Sistema de iluminación

Este sistema tiene como finalidad dirigir la luz natural o artificial de tal manera que

ilumine la preparación u objeto que se va a observar en el microscopio de la manera

adecuada. Comprende los siguientes elementos:

Fuente de iluminación: se trata clásicamente de una lámpara incandescente

de tungsteno sobrevoltada; en versiones más modernas con leds.

El espejo: necesario si la fuente de iluminación no está construida dentro del

microscopio y ya alineada con el sistema óptico, como suele ocurrir en los

microscopios modernos.

Condensador: está formado por un sistema de lentes, cuya finalidad es

concentrar los rayos luminosos sobre el plano de la preparación, formando un

cono de luz con el mismo ángulo que el del campo del objetivo.

Diafragma: el condensador está provisto de un diafragma-iris, que regula su

abertura para ajustarla a la del objetivo. Puede emplearse, de manera

irregular, para aumentar el contraste, lo que se hace cerrándolo más de lo que

conviene si se quiere aprovechar la resolución del sistema óptico.

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MICROSCOPIO SIMPLE

Microscopio simple de Leeuwenhoek. La muestra se colocaba en la punta del tornillo,

en frente de la única lente, de la que destaca la pequeñez de su diámetro.

Un microscopio simple es aquel que utiliza una sola lente para ampliar las imágenes

de los objetos observados. Es el microscopio más básico. El ejemplo más clásico es

la lupa. El microscopio óptico estándar utiliza dos sistemas de lentes alineados.

Hace más de quinientos años, se desarrollaron las lupas de cristal simples. Estas

eran lentes convexas (más gruesas en el centro que en la periferia). La muestra u

objeto podrían entonces ser enfocados por el uso de la lupa colocada entre el objeto

y el ojo.

Diagrama óptico de un microscopio simple. Se observa que la

imagen virtual creada por la lente, es mayor que el objeto de estudio

El aumento obtenido con estos microscopios es reducido, debido a

que la longitud de onda de la luz visible le impone limitaciones.

Se le atribuye a el holandés Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723)

haber introducido el microscopio a la atención de los biólogos, a pesar de que ya se

estaban produciendo lupas simples en el siglo XVI. Leeuwenhoek construyó

microscopios muy eficaces basados en una sola lente.

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MICROSCOPIO ÓPTICO

Un microscopio óptico es un microscopio basado en lentes ópticos. También se le

conoce como microscopio de luz, (que utiliza luz o "fotones") o microscopio de

campo claro. El desarrollo de este aparato suele asociarse con los trabajos de Anton

van Leeuwenhoek.

1 * Ocular: lente situado cerca del ojo del observador. Capta y amplía la imagen

formada en los objetivos.

2 * Objetivo: lente situado en el revólver. Amplía la imagen, es un elemento vital que

permite ver a través de los oculares.

3 * Condensador: lente que concentra los rayos luminosos sobre la preparación.

4 * Diafragma: regula la cantidad de luz que llega al condensador.

5 * Foco: dirige los rayos luminosos hacia el condensador.

6 * Tubo: es la cámara oscura que porta el ocular y los objetivos. Puede estar unida

al brazo mediante una cremallera para permitir el enfoque.

7 * Revólver: Es el sistema que porta los objetivos de diferentes aumentos, y que rota

para poder utilizar uno u otro, alineándolos con el ocular.

8 * Tornillos macro y micrométrico: Son tornillos de enfoque, mueven la platina o el

tubo hacia arriba y hacia abajo.

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9 *Platina: Es una plataforma horizontal con un orificio central, sobre el que se coloca

la preparación, que permite el paso de los rayos procedentes de la fuente de

iluminación situada por debajo.

10 *Brazo: Es la estructura que sujeta el tubo, la platina y los tornillos de enfoque

asociados al tubo o a la platina. La unión con la base puede ser articulada o fija.

11 * Base o pie: Es la parte inferior del microscopio que permite que éste se

mantenga de pie.

Sistema de iluminación

La fuente de luz, con la ayuda de una lente (o sistema), llamada colector, se

representa en el plano del diafragma iris de abertura del condensador. Este

diafragma se instala en el plano focal anterior del condensador y puede variar su

abertura numérica.

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MICROSCOPIO DE LUZ ULTRAVIOLETA

Microscopio de luz fluorescencia - Las lentes del objetivo, que habitualmente se

componen de vidrio se sustituyen por lentes de cuarzo, y la iluminación se produce

por lámparas de mercurio. No usa filtros y se observa en placas fotográficas. La

variedad de fluorescencia, si usa filtros, y la observación es directa.

Microscopio de luz ultravioleta – depende de la absorción de esa luz por las

moléculas de la muestra. La fuente de luz ultravioleta tiene una longitud de onda de

200 nm, por lo tanto puede alcanzar una resolución de 100 nm. La microscopia

ultravioleta no es muy diferente del funcionamiento de un espectrofotómetro pero sus

resultados son registrados en fotografías. La muestra no se puede observar

directamente a través del ocular porque la luz ultravioleta puede dañar la retina. El

método sirve para detectar ácidos nucleicos, proteínas que contienen determinados

aminoácidos. Mediante longitudes de ondas específicas para la iluminación se puede

obtener mediciones espectrofotométricas para cuantificar el ADN y el ARN de cada

célula.

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MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE TRANSMISIÓN

Comparación de la formación de la imagen en un microscopio de transmisión óptica,

un microscopio electrónico de transmisión (TEM), un microscopio electrónico de

barrido (SEM) y un tubo de rayos catódicos (CRT) de pantalla de TV.

Un microscopio electrónico de transmisión (TEM, por sus siglas en inglés, o MET, en

español) es un microscopio que utiliza un haz de electrones para visualizar un objeto,

debido a que la potencia amplificadora de un microscopio óptico está limitada por la

longitud de onda de la luz visible. Lo característico de este microscopio es el uso de

una muestra ultrafina y que la imagen se obtenga de los electrones que atraviesan la

muestra.

Historia

El primer microscopio electrónico de transmisión fue desarrollado entre 1931 y 1933

por Ernst Ruska y sus colaboradores. La óptica básica de ese primer microscopio

electrónico se mantiene hasta nuestros días; los cambios en los microscopios

modernos consisten en adicionar más lentes para incrementar el ámbito de

aumentos y darle mayor versatilidad. El primer microscopio electrónico de

transmisión comercial lo construyó Siemens en 1939.

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Estructura

Debido a que los electrones tienen una longitud de onda mucho menor que la de la

luz visible, pueden mostrar estructuras mucho más pequeñas.

Las partes principales de un microscopio electrónico de transmisión son:

Cañón de electrones, que emite los electrones que chocan o atraviesan el

espécimen (dependiendo que tipo de microscopio electrónico es), creando una

imagen aumentada.

Lentes magnéticas para crear campos que dirigen y enfocan el haz de

electrones, ya que las lentes convencionales utilizadas en los microscopios

ópticos no funcionan con los electrones.

Sistema de vacío es una parte muy importante del microscopio electrónico.

Debido a que los electrones pueden ser desviados por las moléculas del aire,

se debe hacer un vacío casi total en el interior de un microscopio de estas

características.

Placa fotográfica o pantalla fluorescente que se coloca detrás del objeto a

visualizar para registrar la imagen aumentada.

Sistema de registro que muestra la imagen que producen los electrones, que

suele ser un ordenador.

El microscopio electrónico de transmisión emite un haz de electrones dirigido hacia el

objeto que se desea aumentar. Una parte de los electrones rebotan o son absorbidos

por el objeto y otros lo atraviesan formando una imagen aumentada de la muestra.

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MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE BARRIDO

El microscopio electrónico de barrido

(SEM) es un instrumento capaz de ofrecer un variado rango de informaciones

procedentes de la superficie de la muestra. Su funcionamiento se basa en barrer un

haz de electrones sobre un área del tamaño que deseemos (aumentos) mientras en

un monitor se visualiza la información que hayamos seleccionado en función de los

detectores que hayan disponibles.

Los primeros instrumentos desarrollados para este propósito fueron los microscopios

ópticos. Estos instrumentos consistieron, a lo largo de los años, entre una simple

lupa hasta un microscopio compuesto. Sin embargo, aún en el mejor instrumento

óptico, la resolución está limitada a la longitud de onda de la luz que se utilice, que

en este caso es la luz violeta, cuya longitud de onda es de aproximadamente 400

nanómetros, separación máxima entre detalles que puede observarse de esta

manera. En términos de amplificación, esto quiere decir que no podemos amplificar

más de 1000 veces.

Una salida inmediata a éste límite de resolución, fue utilizar alguna radiación de

longitud de onda más corta que la de la luz violeta. Los candidatos inmediatos son

los rayos X, que se caracterizan por una longitud de onda del orden de 0,15

nanómetros; desafortunadamente éstos tienen la gran desventaja de ser absorbidos

rápidamente por las lentes de vidrio, y de no poder ser desviados por las lentes

magnéticas (además de las precauciones que debería tener el operador).

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MICROSCOPIO DE CONTRASTE DE FASES

El microscopio de contraste de fases permite observar células sin colorear y resulta

especialmente útil para células vivas. Este aprovecha las pequeñas diferencias de

los índices de refracción en las distintas partes de una célula y en distintas partes de

una muestra de tejido. La luz que pasa por regiones de mayor índice de refracción

experimenta una deflexión y queda fuera de fase con respecto al haz principal de

ondas de luz que pasaron la muestra. Aparea otras longitudes de onda fuera de fase

por medio de una serie de anillos ópticos del objetivo y del condensador, anula la

amplitud de la porción fuera de fase inicial del haz de luz y produce un contraste útil

sobre la imagen. Las partes oscuras de la imagen corresponden a las porciones

densas del espécimen; las partes claras de la imagen corresponden a porciones

menos densas. Por lo tanto estos microscopios se utilizan para observar células

vivas, tejidos vivos y cortes semifinos no coloreados.

Dos modificaciones del microscopio de fase son el microscopio de interferencia y el

microscopio de interferencia diferencial.

Su inventor fue en 1932 el físico neerlandés Frits Zernike, lo que junto al método de

contraste de fases le valió para ganar el Premio Nobel de Física en 1953.[]

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MICROSCOPIO DE IONES EN CAMPO

Imágenes obtenidas al microscopio deiones con un cátodo de tungsteno. El sistema

muestra la localización de manchasen el borde de átomos individuales. La

disposición anular los puntos es una foto de una red cúbica en una superficie esférica

Diagrama de microscopía deiones

La microscopía de iones en campo (FIM) es una técnica analítica empleada en

ciencia de materiales. El microscopio de iones en campo es una variedad de

microscopio que puede ser usado para visualizar la ordenación de los átomos que

forman la superficie de la punta afilada de una aguja de metal. Fue la primera técnica

con la que se consiguió resolver espacialmente átomos individuales. La técnica fue

desarrollada por Erwin Müller. En 1951 se publicaron por primera vez imágenes de

estructuras atómicas de tungsteno en la revista Zeitschrift für Physik.

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MICROSCOPIO DE SONDA DE BARRIDO

Un microscopio de sonda de barrido (también llamado SPM por sus siglas en inglés

Scanning Probe Microscopy) es aquel que tiene el transmisor en la parte exequimal

del lente (Objetivo 4x). Este microscopio electrónico utiliza una sonda que recorre la

superficie del objeto a estudiar. La rama de microscopios SPM se fundó con la

invención del microscopio de efecto túnel en 1981.

Su uso en investigaciones científicas es el de regular la imagen mediante un barrido

de electrones haciendo que la imagen aumente (10.000.000 nm).

MICROSCOPIO DE EFECTO TÚNEL

Imagen de reconstrucción sobre una superficie limpia de oro (100).

Una imagen STM de un nanotubo de carbono de pared simple.

Un microscopio de efecto túnel (en inglés: Scanning tunneling microscope o STM) es

un instrumento para tomar imágenes de superficies a nivel atómico. Su desarrollo en

1981 hizo ganar a sus inventores, Gerd Binnig y Heinrich Rohrer (de IBM Zürich), el

Premio Nobel de Física en 1986. Para un STM, se considera que una buena

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resolución es 0.1 nm de resolución lateral y 0.01 nm de resolución de profundidad.

Con esta resolución, los átomos individuales dentro de los materiales son

rutinariamente visualizados y manipulados. El STM puede ser usado no solo en ultra

alto vacío, sino que también en aire, agua, y varios otros líquidos o gases del

ambiente, y a temperaturas que abarcan un rango desde casi cero Kelvin hasta unos

pocos cientos de grados Celsius.

El STM está basado en el concepto de efecto túnel. Cuando una punta conductora es

colocada muy cerca de la superficie a ser examinada, una corriente de polarización

(diferencia de voltaje) aplicada entre las dos puede permitir a los electrones pasar al

otro lado mediante efecto túnel a través del vacío entre ellas. La resultante corriente

de tunelización es una función de la posición de la punta, el voltaje aplicado y la

densidad local de estados (LDOS por sus siglas en inglés) de la muestra. La

información es adquirida monitoreando la corriente conforme la posición de la punta

escanea a través de la superficie, y es usualmente desplegada en forma de imagen.

La microscopía de efecto túnel puede ser una técnica desafiante, ya que requiere

superficies extremadamente limpias y estables, puntas afiladas, excelente control de

vibraciones, y electrónica sofisticada.