Microscopie - Principes de fonctionnement du Microscope

Les lignes qui suivent présupposent un minimum de connaissances dans la physique des ondes.

La loupe

La loupe est une lentille convergente qui, lorsqu'un objet est situé entre elle et son foyer, renvoie une image virtuelle agrandie.

Pour rappel, voici 3 propriétés des lentilles convergentes :

    1. Tout rayon passant par le centre n'est pas dévié.
    2. Tout rayon parallèle à l'axe est dévié en direction d'un foyer (f,f ').
    3. Tout rayon passant par un foyer est dévié parallèlement à l'axe.

Le microscope

Le microscope est constitué de deux lentilles convergentes : l'objectif et l'oculaire. L'objectif a une distance focale très petite et est placé près de l'objet à observer, fournissant une image réelle renversée fortement agrandie. Cette dernière est encore plus agrandie par l'oculaire qui fonctionne comme une loupe. L'objet observé est en fait une image virtuelle renversée.

principe_microscope
principe_micropscope 2

 

Le microscope à balayage électronique

Je ne peux malheureusement pas garantir que tous les microscopes à balayage électronique fonctionnent de façon strictement similaire. Voici néanmoins le schéma de celui du Muséum d'Histoire Naturelle de Genève.

principe_microscope_electronique

 

La cathode émet des électrons qui sont accélérés par le Wehlnet et l'anode et forment un faisceau dit cohérent.Les lentilles magnétiques rendent alors le faisceau ponctuel et le convergent sur l'échantillon. Un certain nombre d'électrons du faisceau rebondissent sur l'objet, d'autres lui arrachent quelques électrons. Les électrons sont récupérés par les détecteurs qui les envoient à la centrale de traitement des informations et module l'intensité du point lumineux sur un écran.
Le faisceau est alors déplacé par le bobinage de déflexion sur le point suivant de l'objet et tout le processus se répète jusqu'à obtenir une image complète à l'écran.

Ce type de microscope permet uniquement une observation de la surface des objets car les électrons pénètrent très peu dans la matière. Il est également intéressant de savoir que l'échantillon et la colonne du microscope sont sous vide, car les particules d'air freineraient trop les électrons et ne permettraient pas d'obtenir un faisceau exploitable. Enfin, il faut aussi savoir que le microscope électronique ne génère pas de couleurs. C'est l'ordinateur qui colore les photos par la suite de façon totalement arbitraire.