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Instrumentos óticos
PROF. DRA. ADRIANA DANTAS
DISCIPLINA: ANÁLISE INSTRUMENTAL
CURSO: CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
UERGS, CAXIAS DO SUL, RS
Introdução
O principal instrumento óptico é para nós o olho.
Os raios luminosos vêm do objeto e passam por uma membrana transparente, a
córnea, onde sofrem uma primeira e importante refração
o índice de refração da córnea é semelhante ao da água;
Passam então por uma abertura denominada pupila, controlada pelos
pequenos músculos da íris (que dá a cor aos olhos) e são finalmente focalizados
com precisão por uma lente convergente,
O cristalino, que forma uma imagem real sobre a superfície da retina, no fundo
do olho.
Terminações nervosas na retina enviam a informação da imagem ao cérebro.
Num olho normal, quando os músculos estão completamenterelaxados um objeto distante (no infinito) forma uma imagem nítida na retina.
Na Figura mostra o que ocorre quando o objeto se aproxima, é a chamada acomodação do olho.
Cristalino é uma lente focal
O cristalino difere das lentes comuns em vários aspectos:
O cristalino é uma lente de distância focal f variável!
Diferente do que ocorre numa câmera fotográfica, a distância imagem i no olho (distância
cristalino-retina) é fixa.
Para que as imagens nítidas sempre se formem a essa distância, pela equação das lentes delgadas, a
distância focal deve então variar conforme a distância do objeto.
O cristalino é mantido em posição atrás da íris por ligamentos, que estão conectados a músculos.
Quando esses músculos estão relaxados, o cristalino fica alongado, com raios de curvatura maiores e
distância focal aumentada.
Quando um objeto se aproxima do olho os músculos se contraem, o cristalino se deforma e reduz sua
distância focal.
Olho humano
 A forma do olho humano é quase esférica, com
diâmetro aproximado de 25 mm.
 A parte frontal é ligeiramente mais encurvada,
recoberta por uma membrana dura e
transparente, a córnea.
 A região atrás da córnea contém um líquido,
chamado de humor aquoso e a seguir vem o
cristalino:
 uma lente em forma de cápsula com uma
gelatina fibrosa dura no centro e
progressivamente mais macia à medida
que se aproxima da sua periferia.
 A íris, é um diafragma que controla a entrada
de luz.
Instrumentos óticos
Microscopia Simples - Lupa
É um instrumento óptico com uma lente convergente e distância
focal pequena;
Chamada de Microscópio simples ela é utilizada para ampliar
imagens;
Para que ocorra a ampliação da imagem, e esta seja direita, é
necessário que o objeto esteja entre o foco objeto e a lente.
O uso de uma lente convergente (tal como a lupa) na frente do
olho:
 amplifica o tamanho das coisas que enxergamos
 possui uma outra consequência a de exigir uma menor acomodação visual.
Fundamento óptico da lupa
Quando um objeto é movido em direção ao foco F,
os raios luminosos que emergem da lupa, provenientes
de um ponto do objeto, se tornam cada vez menos
divergentes, o que faz a imagem virtual conjugada pela
lupa se afastar e aumentar de tamanho.
Consequência disso é que o olho necessita de menor
acomodação visual e assim conjuga uma imagem de
tamanho maior na retina.
Acomodação visual
•Se refere à capacidade que o nosso olho possui de reduzir a sua
distância focal para que tenhamos uma imagem distinta na retina,
isto é, uma imagem nítida conjugada sobre a retina.
•Quanto mais divergentes forem os raios luminosos que atingem o
olho, tanto menor deverá ser a distância focal da lente do nosso
olho.
•Isto exige uma maior acomodação visual, ou seja, um esforço maior
dos músculos ciliares que pressionam o cristalino a fim de aumentar
a sua curvatura e reduzir a distância focal.
Instrumentos óticos
Instrumentos óticos
Distância focal
Inicialmente imaginemos que o objeto esteja colocado entre a lupa e o seu plano focal.
O observador encontra-se próximo à lupa, do lado oposto ao lado que está o objeto e sua
imagem.
Acomodação
Distância objeto Distância Focal
0,25m 1,59 cm
1 m 1,67 cm
3 m 1,69 cm
100 m 1,70 cm
 1,70 cm
2,5 cm
Ponto Próximo – 25 cm
Menor distância para a qual é possível
obter uma imagem nítida na retina.
Lupa Para pequenos ângulos
Ponto próximo=25cm
s
h
'
h
 
25
s/h
s/h'
M
25
25




s
Quanto maior o valor de s’, maior o
aumento, e isso acontece quando sf.
Se o objeto é colocado aproximadamente
no ponto focal da lupa sf
f
cm
M
25
M= aumento angular
Obs.: com o valor de f em centímetros
Distância Focal da Lupa
aumento Distância focal
da lupa (cm)
2x 12,5
4x 6,25
5x 5,0
10x 2,5
20x 1,25
Oculares
Instrumentos óticos
A CÂMARA FOTOGRÁFICA
Toda câmera fotográfica é fundamentalmente uma câmara escura projetada;
As câmaras fotográficas são, a rigor, extensões mecânicas do olho humano.
 O olho humano é um órgão adaptado para captar essa energia radiante tanto em quantidade
como em qualidade;
 Capacidade de recepcionar os comprimentos de onda de cada cor e decodificá-los;
 distinguindo assim objetos claros de escuros e de cores diferentes.
 A isso chamamos visão cromática (visão das cores).
Instrumentos óticos
Olho humano e câmera fotográfica
A título de comparação, a íris do olho humano funciona como o dispositivo de diafragma da
câmera, controlando a quantidade de luz.
O cristalino do nosso olho tem seu paralelo na lente da câmera, pois ambos vão tornar as
imagens nítidas.
A diferença é que o cristalino, para focalizar as imagens, muda de forma, ao passo que numa
câmara, a lente é dotada de um movimento para frente e para trás para cumprir a mesma
função, com exceção das câmaras chamadas de "foco fixo", que são projetadas para dar foco a
partir de uma distância mínima (geralmente em torno de 1,5 m em diante).
A retina corresponde à parte de trás da câmara fotográfica, onde colocamos a emulsão sensível
à luz e sobre a qual se formará a imagem.
Máquina fotográfica e olho humano
O olho e máquina fotográfica
Abertura da íris- varia de f/2 a f/8 para controlar a intensidade de luz.
Distância focal ajustável para que a imagem se forme sobre a retina
Instrumentos óticos
Tipos de objetivas de máquinas fotográficas
Combinação de lentes convergentes e divergentes, feitas de vidros
diferentes para minimizar as distorções (cromática, esférica, etc.)
Escolha da distância focal da objetiva
Como o aumento depende da posição da imagem, se usarmos uma lente com distância focal maior, a
distância imagem também será maior, portanto será também mais ampliada.
Trabalhar com objetivas em grande distância focal, permite fotografias de objetos distantes, porém o
campo de visada, é reduzido, uma vez que a área do filme permanece inalterada (24x36mm).
Algumas objetivas fotográficas podem ter algumas lentes móveis que permitem um “zoom” no objeto
fotografado, isto é, a distância focal da objetiva pode ser variada dentro de um certo intervalo.
p
'p
h
'h
M 
28 mm 70mm
Distância focal da objetiva
Escolha da abertura da objetiva
Em fotografia, utiliza-se o número f, para denominar a abertura da lente
íris
objetivadaefetivodiâmetro
focaldistância
D
f
fNúmero 
 O controle da luminosidade é regulada, na maioria das câmaras, por
meio de um dispositivo chamado DIAFRAGMA.
 O mecanismo do diafragma controla o diâmetro da abertura da
lente, permitindo assim variar à vontade a luminosidade.
 Esse controle é padronizado pelos números-f, ou também chamados
f/stops, que estão gravados no tubo das lentes.
 O diafragma, portanto, permite dosar a quantidade de luz que
recebe e o controle da profundidade de campo.
 A sequencia normal de números-f que encontramos nas lentes é
escrita progressivamente do mais aberto ao mais fechado:
 ... -1 – 1.4 – 2 – 2.8 – 4 – 5.6 – 8 – 11 – 16 – 22 – 32 – 45 – 64 – 90 ...
Abertura da objetiva
Grandes aberturas (tempo de exposição curto) são úteis para fotografar objetos em movimento.
Abertura da objetiva
Aberturas pequenas (longo tempo de exposição), são mais indicadas para
fotografar objetos em repouso (paisagem).
Instrumentos óticos
Instrumentos óticos
Lunetas e telescópios
Refrator: usa lentes para formar imagens
Incovenientes
• aberração cromática ( f varia com comprimento de onda)
• Pouca luminosidade
Refletores: a objetiva é um
espelho esférico ( ou parabólico)
Vantagens
• Não há aberração cromática
• Mais luminosidade
Telescópio de Newton
Telescópio refletor - amador
Telescópio refletor
Telescópio refrator
A objetiva forma uma imagem real, no seu plano focal.
Como no caso da objetiva fotográfica, quanto maior a distância focal, maior será a imagem
formada.
Essa imagem real, funciona como objeto para um segunda lente convergente, que atua como
uma lupa, formando uma imagem final virtual e ampliada do objeto.
Telescópios de grandes aberturas
Organização European Southern Observatory
Localização Cerro Paranal, Atacama desert, Chile
Altitude 2.635 m
Clima: >340 clear nights/year
Website www.eso.org/projects/vlt/
Telescópios R=29m, f=13m
Antu (UT1): 8,2 m refletor (diâmetro)
Kueyen (UT2): 8,2 m refletor (diâmetro)
Melipal (UT3): 8,2 m refletor (diâmetro)
Yepun (UT4): 8,2 m refletor (diâmetro)
Telescópio Espacial Huble
Organizações NASA/ESA
Comprimento de
onda
Visível, ultravioleta e infravermelho
Localização Orbita baixa da Terra
Tipo de órbita Elíptica
Altura da órbita: 589 km.
Período orbital 96-97 min
Velocidade orbital 7.500 m/s,
Aceleração devido à
gravidade:
8,169 m/s2
Lançamento 24 de abril de 1990
Saída da órbita Por volta de 2020
Massa 11.110 kg (11 ton)
Aumento angular de um telescópio
oculardafocaldist.
objetivadafocal.dist
f
f
M 
2
1

A objetiva pode ser uma lente ou um espelho esférico de distância focal positiva igual a f1.
O que Galileu viu?
Galileu observou, com uma objetiva de comprimento focal de 1000mm e uma
lente divergente de 50 mm, conseguindo um aumento de 20X.
Desenho de
Galileo
Foto com
montagem
equivalente
crateras na Lua
O que Galileu viu?
Luas de Júpiter
Fases de Vênus
Binóculo
objetiva
ocular
Prismas
Binóculos de Galileu (mesmo principio
da luneta de Galileu)
Grandezas de distância focal
Instrumentos óticos
Medidas para
estudo das células
Aumento e Poder de Resolução
Microscópios
Permitem a observação de materiais invisíveis a olho nu;
Possibilitaram ao homem explorar um mundo tão amplo e desconhecido quanto o
próprio universo;
Desde sua invenção no século XVII, os microscópios passaram por evoluções
que os tornaram mais potentes e precisos;
Os aprimoramentos foram aplicados, principalmente, aos sistemas de iluminação e
nos tipos de luz que atravessam os espécimes.
Hoje, existe uma grande variedade de tipos de microscópio para diferentes
tipos de aplicações, divididos entre três categorias principais:
a microscopia de luz, microscopia eletrônica e a microscopia de ponta de
prova.
Histórico da Microscopia óptica
•Muitos atribuem a invenção deste instrumento a Galileu
•Leeuwenhoek aperfeiçoou o instrumento e o utilizou na observação de seres vivos
• Estudou os glóbulos vermelhos do sangue e constatou a existência dos
espermatozóides.
• Desvendou o extraordinário mundo dos micróbios (seres microscópicos), como
microrganismos .
•Dotados de apenas uma lente de vidro, os primeiros microscópios permitiam
aumentos de até 300 vezes com razoável nitidez
•O microscópio simples de Leeuwenhoek, foi aprimorado por Hooke, ganhando
mais uma lente. obtendo aumentos ainda maiores.
Instrumentos óticos
Instrumentos óticos
Microscopia óptica
Na microscopia ótica existem dois tipos de microscópios os simples e o
composto;
O simples é caracterizado por uma lente de aumento que permite aumentar uma
partícula vezes a mais que o seu tamanho real, este tipo é bastante utilizado para
observar grãos de minério, superfície de fratura de metais papel e outros.
Os microscópicos compostos são mais poderosos que permite desde a
observação com aumento de algumas dezenas de vezes ate 2000 vezes o
tamanho real da partícula.
O microscópio composto tem dois tipos de lentes a ocular e a objetiva unindo os dois
tipos de lentes fica um tubo ótico geralmente de 160mm.
Microscópio Composto
Um instrumento óptico composto apresenta um tubo delimitado nas suas extremidades por
lentes esféricas convergentes, formando uma associação de lentes separadas.
◦ A lente mais próxima do objeto observado é chamada objetiva, e é uma lente
com distância focal na ordem de milímetros.
◦ A lente próxima ao observador é chamada ocular, e é uma lente com distância
focal na ordem de centímetros.
A objetiva fornece uma imagem real, invertida e maior que o objeto.
◦ Esta imagem funciona como objeto para o ocular, que funciona como uma lupa,
fornecendo uma imagem final virtual, direta e maior.
◦ Ou seja, o objeto é aumentado duplamente, fazendo com que objetos muito
pequenos sejam melhores observados.
Microscópio Composto
Tem lentes intercambiáveis
 podem ser trocadas de acordo com as necessidades da situação
Possível escolher diversas ampliações utilizando o mesmo instrumento.
 Um microscópio possui:
 duas lentes objetivas (uma com aumento de 10 e outro com aumento de 100 vezes)
 duas lentes oculares (uma com aumento de 3 e outra com aumento de 10)
 Desta forma, ampliação final do microscópio poderá chegar a 1000 vezes.
Os microscópios ainda contam com um sistema para iluminar o objeto que esteja sendo
observado.
Os microscópios ópticos modernos também usam duas lentes oculares, para permitir visão
tridimensional
Microscópio composto
7- objetiva
8- objeto
11- ocular
Objetivas
São conjuntos de lentes posicionadas de tal modo a corrigirem aberrações cromáticas
 Possuem bom poder resolução, permitir um contraste adequado de tons
 Possuem uma distância focal e permitirem ajuste de foco de modo
 Estas lentes utilizadas podem ser convergente, divergente, de borda delgada, fina ou espessa.
A objetiva de um telescópio óptico é em geral um grande espelho de superfície com forma
aproximadamente paraboloidal (em geral uma superfície cônica de revolução) ou uma lente
composta de dois ou mais elementos.
 Quando a objetiva é destinada a finalidades especiais em astronomia, como para uma câmera
astronômica, é comum que a objetiva seja um sistema óptico composto de lentes e espelhos.
Outras utilizações são feitas em microscópios ópticos, câmeras fotográficas e de vídeo.
Ampliações dos objetos
Microscópio composto é capaz de aumentar até 2.000 vezes o objeto observado.
Microscópio Eletrônicos capazes de aumentos de até 100 000 vezes
Microscópios de Varredura produzem aumentos superiores a 1 milhão de vezes.
Observação das células
Contagem de células
Microscopia de luz
Combina métodos tradicionais de formação de imagem com princípios de aumento de
resolução, permitindo a observação de detalhes de até 200 nanômetros.
Os microscópios ópticos se dividem em:
◦ 1. Microscópio ultravioleta
◦ Neste tipo, utiliza-se a radiação ultravioleta, que tem um comprimento de onda para a luz visível, melhorando o limite de
resolução.
◦ 2. Microscópio de fluorescência
◦ A observação dos espécimes é feita através da fixação de substâncias fluorescentes (fluoro e cromos), que, ao receberem luz,
podem ser observados através do brilho gerado.
◦ 3. Microscópio de contraste de fase
◦ Transforma diferentes fases dos raios de luz em diferenças luminosas, permitindo a observação dos espécimes através do contraste
gerado.
◦ 4. Microscópio de polarização
◦ Constituído por dois prismas – um polarizador e outro analisador – este tipo de microscópio é utilizado na observação de materiais
birrefringentes (estruturas anisotrópicas, com índices diferentes de refração como os ossos, músculos, fibras, cabelos, etc.).
Instrumentos óticos
Sistema de iluminação
Luz transmitida
A luz gerada por uma fonte (lâmpada + espelho parabólico, em geral);
É “colimada” por lentes condensadoras e passa através de aberturas variáveis, chamadas
diafragmas, por filtros e depois na microscopia por luz transmitida;
Atravessa a amostra preparada como uma lâmina fina e de faces paralelas, para que seja
transparente;
É empregado para a distinção de características e propriedades especificas de um mineral
qualquer;
Permite uma ampliação de 20 à 1000 vezes, permite que a luz seja polarizada, isto é,
redirecionada.
Sistema de Iluminação
Campo claro
A microscopia de campo claro apresenta algumas vantagens como menor
toxicidade por necessitar de menores concentrações de corantes;
Baixo contraste, devido ao uso de baixas concentrações de cromóforos naturais
ou especialmente corantes vitais;
Observações feitas no comprimento de onda de máxima absorção aumentam o
contraste.
Apresenta algumas limitações como objetos de fase exibem mínimo contraste
em foco e mostra contraste oposto por cima e abaixo do foco.
Sistema de Iluminação
Microscopia Por Luz Refletida:
A luz se propaga em um meio isotrópico segundo uma frente de onda esférica.
O índice de refração do meio é invariante com a direção considerada.
A velocidade de propagação da luz depende da direção considerada.
No microscópio óptico de luz refletida – MOLR, a luz incide sobre a amostra e é refletida
Existe um semi-espelho no qual 50% da luz é refletida e 50% é transmitida
◦ havendo perdas quanto à intensidade da imagem, porém ganhando-se na resolução final.
Sistema de Iluminação
Campo claro
A maioria dos microscópios disponíveis para a indústria de
semicondutores utilizam os sistemas de iluminação:
◦campo claro (brigthfield)
◦campo escuro (darkfield)
◦interferência diferencial.
No modo de iluminação de campo claro a luz viaja ao longo
do eixo óptico, através da objetiva em direção à amostra
que está sendo observada.
Sistema de Iluminação
Campo escuro
A luz dispersada entra na objetiva e o objeto aparece iluminado e brilhante sobre um fundo escuro.
Consegue-se pela utilização de um tipo especial de condensador que ilumina o objeto obliquamente
A luz atinge o espécime a ser analisado e somente os feixes desviados pelo objeto percorrem o resto
do sistema
É uma aplicação do princípio de Tyndall.
A luz é direcionada para o exterior do cone que a objetiva compreende para iluminar a lâmina
obliquamente.
Aumenta a visibilidade de detalhes que são frequentemente ignorados pela iluminação de campo
claro.
É uma técnica excelente para uma varredura rápida, com um amplo campo de visão, para partículas,
ranhuras ou resíduos químicos.
Imagens de microestruturas
Figura 3- Microestrutura da liga FeCrC
Microscopia de fluorescência
Permite observar microorganismos capazes de fixar substâncias fluorescentes
(fluorocromos).
A luz UV, ao incidir nessas partículas, provoca a emissão de luz visível e observa-
se as células brilhando em fundo escuro.
A microscopia de fluorescência usa uma
lâmpada de mercúrio ou xenônio para
produzir luz ultravioleta.
A luz vem do microscópio e incide sobre um
espelho dicróico - espelho que reflete
comprimentos de onda de um determinado
intervalo e permite que comprimentos de
onda de outro intervalo passem através dele.
O espelho dicróico reflete a luz ultravioleta até
o espécime.
Essa luz excita a fluorescência dentro das
moléculas no espécime.
A ultravioleta excita a fluorescência dentro das
moléculas no espécime.
A objetiva coleta a luz de comprimento de
onda fluorescente que foi produzida.
Esta luz fluorescente passa através do espelho
dicróico e de um filtro de barreira (capaz de
eliminar outros comprimentos de onda além
do fluorescente), levando-a para formar a
imagem na ocular.
Instrumentos óticos
Instrumentos óticos
Instrumentos óticos
Microscopia de contraste de fase
Permite a observação de microorganismos vivos, sem coloração, através do contraste devido à
diferença de fase dos raios luminosos que atravessam o fundo relativamente à fase da luz que
atravessa os microorganismos;
Esta diferença de fase é conseguida por utilização de uma objetiva de fase
Consiste num disco de vidro com um escavação circular, de modo que a luz que atravessa a
escavação tem diferença de 1/4 de fase em relação à que travessa a outra porção do vidro.
Assim, os objetos não corados podem funcionar como verdadeiras redes de difração, pois os
pormenores da sua estrutura resultam de pequenas diferenças nos índices de refração dos
componentes celulares, e estes originam diferenças de fase nas radiações que os atravessam
Contraste de Fase
Em um microscópio de contraste de
fase, a luz é separada pelos anéis
anulares na objetiva e pelo
condensador.
A luz que passa através da parte
central do trajeto de luz é
recombinada com a luz que se
propaga em torno da periferia do
espécime.
A interferência produzida por esses
dois trajetos produz imagens nas quais
as estruturas densas aparecem mais
escuras do que o fundo.
Instrumentos óticos
CITO/HISTOQUÍMICAS
A maioria dos elementos que constituem os tecidos é naturalmente incolor;
Sem reflaxão.
Para que eles se tornem visíveis recorre-se à coloração:
dos componentes proteicos das estruturas
das inclusões celulares de natureza química
 Mais comuns são a hematoxilina e a eosina.
 A cito/histoquímica é uma técnica histológica que tem por objetivo a
identificação da natureza química de constituintes celulares.
Instrumentos óticos
Classificação dos colorantes
Colorações
◦Ortocromática: tecidos adquirem uma cor igual a
solução corante usada.
◦Metacromática: uma substância ou componente
celular se tem uma cor diferente ao corante usado.
Bateria de coloração
Colorantes e reações histológicas
Hematoxilina: Núcleo e regiões ácidas.
Eosina: Regiões básicas e colágeno.
Argentas: Fibras reticulares.
Hematoxilina férrica: Músculo, eritrocitos.
Ácido de Schiff: Moléculas ricas en carbohidratos e glucogenio.
Corantes de Wright e Giemsa: Eritrocitos e grânulos de eosinófilos; Núcleos de
leucócitos e grânulos de basófilos; Citoplasma de monocitos e linfocitos.
Tricroma de Masson: Núcleos; Músculo, queratina e citoplasma; Mucinógeno,
colágena.
Colorações histoquímicas.
Corte transversal do limbo foliar de
cultivares de macieira em diferentes
períodos de incubação com Colletotrichum
gloeosporioides.
A) Gala 24 horas, bar. 33,3 µm; B) Fuji 24
horas, bar. 33,3 µm; C) Gala 48 horas, bar.
16,7 µm; D) Fuji 48 horas, bar. 16, 7 µm; E)
Gala 96 horas, bar. 6,7 µm; F) Gala 120
horas, bar. 66,7 µm. (fv) feixe vascular; (pl)
parênquima lacunoso; (pp) parênquima
paliçadico; (esp) esporo germinativo; (ep)
epiderme; (fl) floema; (xil) xilema; (mic)
micélio; (cut) cutícula; (col) colênquima.
Microscópio eletrônico
Em 1924, o físico francês Louis de Broglie (1892-1987), Prêmio Nobel de 1929,
demonstrou que um feixe de elétrons podia descrever um movimento
ondulatório, como a luz, mas com um comprimento de onda menor, permitindo
ampliações muito melhores.
O microscópio eletrônico, criado em 1933, utiliza esse recurso:
◦ um feixe de elétrons, emitido por um filamento de tungstênio, passa por um
campo eletromagnético que, imitando a lente de um aparelho óptico,
concentra-o sobre o objeto de estudo.
◦ Esse só pode ser analisado dentro de uma câmara de vácuo, para que os
elétrons não sofram desvios pelo contato com as moléculas existentes no ar.
O Microscópio Eletrônico
As máquinas mais atuais permitem aumentos de 5 mil a 500 mil
vezes;
As lentes ampliam a imagem gerada pela passagem do feixe de elétrons
no material e a projetam para uma tela onde é formada uma imagem
de pontos mais ou menos brilhantes, semelhante à de um televisor em
branco e preto.
O material a ser estudado passa por um complexo processo de
desidratação, fixação e inclusão em resinas especiais, muito duras
Permitem cortes ultrafinos obtidos através das navalhas de vidro do
instrumento conhecido como ultra micrótomo.
Microscopia eletrônica
Os microscópios eletrônicos utilizam, em vez da luz, um feixe de elétrons, para iluminar a
amostra, combinado a lentes eletrostáticas e eletromagnéticas.
Sua capacidade de ampliação é superior a dos microscópios de luz
◦ um nível de resolução de 0,2 nanômetros.
Tipos de microscopia eletrônica
1. Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV)
Capazes de produzir imagens em alta resolução, estes microscópios ampliam em até 100 mil
vezes objeto e permitem obter imagens tridimensionais, sendo bastante utilizados para a
observação da estrutura superficial da amostra.
2. Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET)
Permite examinar detalhes ínfimos, ampliando o objeto em até um milhão de vezes.
Seu funcionamento consiste na emissão de um feixe de elétrons que interage com a amostra
enquanto a atravessa, formando uma imagem aumentada.
Para a observação neste tipo de microscópio é necessário que o material seja cortado em
camadas bem finas.
Microscópio eletrônico de varredura - MEV
É um equipamento versátil que permite a obtenção de informações estruturais e
químicas de amostras diversas.
Um feixe fino de elétrons de alta energia incide na superfície da amostra
Ocorre uma interação, parte do feixe é refletida e coletada por um detector que
converte este sinal em imagem de BSE (ou ERE) - imagem de elétrons retro
espalhados
ou nesta interação a amostra emite elétrons produzindo a chamada imagem de
ES (elétrons secundários).
Ocorre também a emissão de raios-X que fornece a composição química
elemental de um ponto ou região da superfície.
Micrótomo
Microscópio eletrônico de varredura MEV, modelo XL -30-ESEM (Phillips)
Instrumentos óticos
Imagens de Microestruturas
Partículas de esferas de carbono Microestrutura da argamassa com 60% de resíduo
mostra cristais de etringita.
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Microscópio eletrônico de transmissão - TEM
O MET possui sistemas de iluminação e vácuo que produz feixes de elétrons de alta energia
(energia cinética), que ao incidir sobre uma amostra de tecido ultrafina (na espessura de
nanômetro), fornece imagens planas.
A imagem é projetada em um anteparo fluorescente, que poderá ser redirecionada para uma
chapa fotográfica para registro.
Grande parte dos átomos das estruturas celulares tem baixo número atômico e muito pouco
contribui para a formação da imagem.
A imagem é também uma resultante da absorção diferenciada de elétrons por diversas regiões
da amostra, seja por variação de espessura, seja por interação com átomos de maior ou menor
número atômico.
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Microscopia 3D
Bacteriófago
Escherichia coli
VIRUS HIV
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Microscopia de Força Atômica
106
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Instrumentos óticos

  • 1. Instrumentos óticos PROF. DRA. ADRIANA DANTAS DISCIPLINA: ANÁLISE INSTRUMENTAL CURSO: CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS UERGS, CAXIAS DO SUL, RS
  • 2. Introdução O principal instrumento óptico é para nós o olho. Os raios luminosos vêm do objeto e passam por uma membrana transparente, a córnea, onde sofrem uma primeira e importante refração o índice de refração da córnea é semelhante ao da água; Passam então por uma abertura denominada pupila, controlada pelos pequenos músculos da íris (que dá a cor aos olhos) e são finalmente focalizados com precisão por uma lente convergente, O cristalino, que forma uma imagem real sobre a superfície da retina, no fundo do olho. Terminações nervosas na retina enviam a informação da imagem ao cérebro.
  • 3. Num olho normal, quando os músculos estão completamenterelaxados um objeto distante (no infinito) forma uma imagem nítida na retina. Na Figura mostra o que ocorre quando o objeto se aproxima, é a chamada acomodação do olho.
  • 4. Cristalino é uma lente focal O cristalino difere das lentes comuns em vários aspectos: O cristalino é uma lente de distância focal f variável! Diferente do que ocorre numa câmera fotográfica, a distância imagem i no olho (distância cristalino-retina) é fixa. Para que as imagens nítidas sempre se formem a essa distância, pela equação das lentes delgadas, a distância focal deve então variar conforme a distância do objeto. O cristalino é mantido em posição atrás da íris por ligamentos, que estão conectados a músculos. Quando esses músculos estão relaxados, o cristalino fica alongado, com raios de curvatura maiores e distância focal aumentada. Quando um objeto se aproxima do olho os músculos se contraem, o cristalino se deforma e reduz sua distância focal.
  • 5. Olho humano  A forma do olho humano é quase esférica, com diâmetro aproximado de 25 mm.  A parte frontal é ligeiramente mais encurvada, recoberta por uma membrana dura e transparente, a córnea.  A região atrás da córnea contém um líquido, chamado de humor aquoso e a seguir vem o cristalino:  uma lente em forma de cápsula com uma gelatina fibrosa dura no centro e progressivamente mais macia à medida que se aproxima da sua periferia.  A íris, é um diafragma que controla a entrada de luz.
  • 7. Microscopia Simples - Lupa É um instrumento óptico com uma lente convergente e distância focal pequena; Chamada de Microscópio simples ela é utilizada para ampliar imagens; Para que ocorra a ampliação da imagem, e esta seja direita, é necessário que o objeto esteja entre o foco objeto e a lente. O uso de uma lente convergente (tal como a lupa) na frente do olho:  amplifica o tamanho das coisas que enxergamos  possui uma outra consequência a de exigir uma menor acomodação visual.
  • 8. Fundamento óptico da lupa Quando um objeto é movido em direção ao foco F, os raios luminosos que emergem da lupa, provenientes de um ponto do objeto, se tornam cada vez menos divergentes, o que faz a imagem virtual conjugada pela lupa se afastar e aumentar de tamanho. Consequência disso é que o olho necessita de menor acomodação visual e assim conjuga uma imagem de tamanho maior na retina.
  • 9. Acomodação visual •Se refere à capacidade que o nosso olho possui de reduzir a sua distância focal para que tenhamos uma imagem distinta na retina, isto é, uma imagem nítida conjugada sobre a retina. •Quanto mais divergentes forem os raios luminosos que atingem o olho, tanto menor deverá ser a distância focal da lente do nosso olho. •Isto exige uma maior acomodação visual, ou seja, um esforço maior dos músculos ciliares que pressionam o cristalino a fim de aumentar a sua curvatura e reduzir a distância focal.
  • 12. Distância focal Inicialmente imaginemos que o objeto esteja colocado entre a lupa e o seu plano focal. O observador encontra-se próximo à lupa, do lado oposto ao lado que está o objeto e sua imagem.
  • 13. Acomodação Distância objeto Distância Focal 0,25m 1,59 cm 1 m 1,67 cm 3 m 1,69 cm 100 m 1,70 cm  1,70 cm 2,5 cm Ponto Próximo – 25 cm Menor distância para a qual é possível obter uma imagem nítida na retina.
  • 14. Lupa Para pequenos ângulos Ponto próximo=25cm s h ' h   25 s/h s/h' M 25 25     s Quanto maior o valor de s’, maior o aumento, e isso acontece quando sf. Se o objeto é colocado aproximadamente no ponto focal da lupa sf f cm M 25 M= aumento angular Obs.: com o valor de f em centímetros
  • 15. Distância Focal da Lupa aumento Distância focal da lupa (cm) 2x 12,5 4x 6,25 5x 5,0 10x 2,5 20x 1,25 Oculares
  • 17. A CÂMARA FOTOGRÁFICA Toda câmera fotográfica é fundamentalmente uma câmara escura projetada; As câmaras fotográficas são, a rigor, extensões mecânicas do olho humano.  O olho humano é um órgão adaptado para captar essa energia radiante tanto em quantidade como em qualidade;  Capacidade de recepcionar os comprimentos de onda de cada cor e decodificá-los;  distinguindo assim objetos claros de escuros e de cores diferentes.  A isso chamamos visão cromática (visão das cores).
  • 19. Olho humano e câmera fotográfica A título de comparação, a íris do olho humano funciona como o dispositivo de diafragma da câmera, controlando a quantidade de luz. O cristalino do nosso olho tem seu paralelo na lente da câmera, pois ambos vão tornar as imagens nítidas. A diferença é que o cristalino, para focalizar as imagens, muda de forma, ao passo que numa câmara, a lente é dotada de um movimento para frente e para trás para cumprir a mesma função, com exceção das câmaras chamadas de "foco fixo", que são projetadas para dar foco a partir de uma distância mínima (geralmente em torno de 1,5 m em diante). A retina corresponde à parte de trás da câmara fotográfica, onde colocamos a emulsão sensível à luz e sobre a qual se formará a imagem.
  • 20. Máquina fotográfica e olho humano
  • 21. O olho e máquina fotográfica Abertura da íris- varia de f/2 a f/8 para controlar a intensidade de luz. Distância focal ajustável para que a imagem se forme sobre a retina
  • 23. Tipos de objetivas de máquinas fotográficas Combinação de lentes convergentes e divergentes, feitas de vidros diferentes para minimizar as distorções (cromática, esférica, etc.)
  • 24. Escolha da distância focal da objetiva Como o aumento depende da posição da imagem, se usarmos uma lente com distância focal maior, a distância imagem também será maior, portanto será também mais ampliada. Trabalhar com objetivas em grande distância focal, permite fotografias de objetos distantes, porém o campo de visada, é reduzido, uma vez que a área do filme permanece inalterada (24x36mm). Algumas objetivas fotográficas podem ter algumas lentes móveis que permitem um “zoom” no objeto fotografado, isto é, a distância focal da objetiva pode ser variada dentro de um certo intervalo. p 'p h 'h M  28 mm 70mm
  • 26. Escolha da abertura da objetiva Em fotografia, utiliza-se o número f, para denominar a abertura da lente íris objetivadaefetivodiâmetro focaldistância D f fNúmero   O controle da luminosidade é regulada, na maioria das câmaras, por meio de um dispositivo chamado DIAFRAGMA.  O mecanismo do diafragma controla o diâmetro da abertura da lente, permitindo assim variar à vontade a luminosidade.  Esse controle é padronizado pelos números-f, ou também chamados f/stops, que estão gravados no tubo das lentes.  O diafragma, portanto, permite dosar a quantidade de luz que recebe e o controle da profundidade de campo.  A sequencia normal de números-f que encontramos nas lentes é escrita progressivamente do mais aberto ao mais fechado:  ... -1 – 1.4 – 2 – 2.8 – 4 – 5.6 – 8 – 11 – 16 – 22 – 32 – 45 – 64 – 90 ...
  • 27. Abertura da objetiva Grandes aberturas (tempo de exposição curto) são úteis para fotografar objetos em movimento.
  • 28. Abertura da objetiva Aberturas pequenas (longo tempo de exposição), são mais indicadas para fotografar objetos em repouso (paisagem).
  • 31. Lunetas e telescópios Refrator: usa lentes para formar imagens Incovenientes • aberração cromática ( f varia com comprimento de onda) • Pouca luminosidade Refletores: a objetiva é um espelho esférico ( ou parabólico) Vantagens • Não há aberração cromática • Mais luminosidade Telescópio de Newton
  • 34. Telescópio refrator A objetiva forma uma imagem real, no seu plano focal. Como no caso da objetiva fotográfica, quanto maior a distância focal, maior será a imagem formada. Essa imagem real, funciona como objeto para um segunda lente convergente, que atua como uma lupa, formando uma imagem final virtual e ampliada do objeto.
  • 35. Telescópios de grandes aberturas Organização European Southern Observatory Localização Cerro Paranal, Atacama desert, Chile Altitude 2.635 m Clima: >340 clear nights/year Website www.eso.org/projects/vlt/ Telescópios R=29m, f=13m Antu (UT1): 8,2 m refletor (diâmetro) Kueyen (UT2): 8,2 m refletor (diâmetro) Melipal (UT3): 8,2 m refletor (diâmetro) Yepun (UT4): 8,2 m refletor (diâmetro)
  • 36. Telescópio Espacial Huble Organizações NASA/ESA Comprimento de onda Visível, ultravioleta e infravermelho Localização Orbita baixa da Terra Tipo de órbita Elíptica Altura da órbita: 589 km. Período orbital 96-97 min Velocidade orbital 7.500 m/s, Aceleração devido à gravidade: 8,169 m/s2 Lançamento 24 de abril de 1990 Saída da órbita Por volta de 2020 Massa 11.110 kg (11 ton)
  • 37. Aumento angular de um telescópio oculardafocaldist. objetivadafocal.dist f f M  2 1  A objetiva pode ser uma lente ou um espelho esférico de distância focal positiva igual a f1.
  • 38. O que Galileu viu? Galileu observou, com uma objetiva de comprimento focal de 1000mm e uma lente divergente de 50 mm, conseguindo um aumento de 20X. Desenho de Galileo Foto com montagem equivalente crateras na Lua
  • 39. O que Galileu viu? Luas de Júpiter Fases de Vênus
  • 40. Binóculo objetiva ocular Prismas Binóculos de Galileu (mesmo principio da luneta de Galileu)
  • 44. Aumento e Poder de Resolução
  • 45. Microscópios Permitem a observação de materiais invisíveis a olho nu; Possibilitaram ao homem explorar um mundo tão amplo e desconhecido quanto o próprio universo; Desde sua invenção no século XVII, os microscópios passaram por evoluções que os tornaram mais potentes e precisos; Os aprimoramentos foram aplicados, principalmente, aos sistemas de iluminação e nos tipos de luz que atravessam os espécimes. Hoje, existe uma grande variedade de tipos de microscópio para diferentes tipos de aplicações, divididos entre três categorias principais: a microscopia de luz, microscopia eletrônica e a microscopia de ponta de prova.
  • 46. Histórico da Microscopia óptica •Muitos atribuem a invenção deste instrumento a Galileu •Leeuwenhoek aperfeiçoou o instrumento e o utilizou na observação de seres vivos • Estudou os glóbulos vermelhos do sangue e constatou a existência dos espermatozóides. • Desvendou o extraordinário mundo dos micróbios (seres microscópicos), como microrganismos . •Dotados de apenas uma lente de vidro, os primeiros microscópios permitiam aumentos de até 300 vezes com razoável nitidez •O microscópio simples de Leeuwenhoek, foi aprimorado por Hooke, ganhando mais uma lente. obtendo aumentos ainda maiores.
  • 49. Microscopia óptica Na microscopia ótica existem dois tipos de microscópios os simples e o composto; O simples é caracterizado por uma lente de aumento que permite aumentar uma partícula vezes a mais que o seu tamanho real, este tipo é bastante utilizado para observar grãos de minério, superfície de fratura de metais papel e outros. Os microscópicos compostos são mais poderosos que permite desde a observação com aumento de algumas dezenas de vezes ate 2000 vezes o tamanho real da partícula. O microscópio composto tem dois tipos de lentes a ocular e a objetiva unindo os dois tipos de lentes fica um tubo ótico geralmente de 160mm.
  • 50. Microscópio Composto Um instrumento óptico composto apresenta um tubo delimitado nas suas extremidades por lentes esféricas convergentes, formando uma associação de lentes separadas. ◦ A lente mais próxima do objeto observado é chamada objetiva, e é uma lente com distância focal na ordem de milímetros. ◦ A lente próxima ao observador é chamada ocular, e é uma lente com distância focal na ordem de centímetros. A objetiva fornece uma imagem real, invertida e maior que o objeto. ◦ Esta imagem funciona como objeto para o ocular, que funciona como uma lupa, fornecendo uma imagem final virtual, direta e maior. ◦ Ou seja, o objeto é aumentado duplamente, fazendo com que objetos muito pequenos sejam melhores observados.
  • 51. Microscópio Composto Tem lentes intercambiáveis  podem ser trocadas de acordo com as necessidades da situação Possível escolher diversas ampliações utilizando o mesmo instrumento.  Um microscópio possui:  duas lentes objetivas (uma com aumento de 10 e outro com aumento de 100 vezes)  duas lentes oculares (uma com aumento de 3 e outra com aumento de 10)  Desta forma, ampliação final do microscópio poderá chegar a 1000 vezes. Os microscópios ainda contam com um sistema para iluminar o objeto que esteja sendo observado. Os microscópios ópticos modernos também usam duas lentes oculares, para permitir visão tridimensional
  • 53. Objetivas São conjuntos de lentes posicionadas de tal modo a corrigirem aberrações cromáticas  Possuem bom poder resolução, permitir um contraste adequado de tons  Possuem uma distância focal e permitirem ajuste de foco de modo  Estas lentes utilizadas podem ser convergente, divergente, de borda delgada, fina ou espessa. A objetiva de um telescópio óptico é em geral um grande espelho de superfície com forma aproximadamente paraboloidal (em geral uma superfície cônica de revolução) ou uma lente composta de dois ou mais elementos.  Quando a objetiva é destinada a finalidades especiais em astronomia, como para uma câmera astronômica, é comum que a objetiva seja um sistema óptico composto de lentes e espelhos. Outras utilizações são feitas em microscópios ópticos, câmeras fotográficas e de vídeo.
  • 54. Ampliações dos objetos Microscópio composto é capaz de aumentar até 2.000 vezes o objeto observado. Microscópio Eletrônicos capazes de aumentos de até 100 000 vezes Microscópios de Varredura produzem aumentos superiores a 1 milhão de vezes.
  • 57. Microscopia de luz Combina métodos tradicionais de formação de imagem com princípios de aumento de resolução, permitindo a observação de detalhes de até 200 nanômetros. Os microscópios ópticos se dividem em: ◦ 1. Microscópio ultravioleta ◦ Neste tipo, utiliza-se a radiação ultravioleta, que tem um comprimento de onda para a luz visível, melhorando o limite de resolução. ◦ 2. Microscópio de fluorescência ◦ A observação dos espécimes é feita através da fixação de substâncias fluorescentes (fluoro e cromos), que, ao receberem luz, podem ser observados através do brilho gerado. ◦ 3. Microscópio de contraste de fase ◦ Transforma diferentes fases dos raios de luz em diferenças luminosas, permitindo a observação dos espécimes através do contraste gerado. ◦ 4. Microscópio de polarização ◦ Constituído por dois prismas – um polarizador e outro analisador – este tipo de microscópio é utilizado na observação de materiais birrefringentes (estruturas anisotrópicas, com índices diferentes de refração como os ossos, músculos, fibras, cabelos, etc.).
  • 59. Sistema de iluminação Luz transmitida A luz gerada por uma fonte (lâmpada + espelho parabólico, em geral); É “colimada” por lentes condensadoras e passa através de aberturas variáveis, chamadas diafragmas, por filtros e depois na microscopia por luz transmitida; Atravessa a amostra preparada como uma lâmina fina e de faces paralelas, para que seja transparente; É empregado para a distinção de características e propriedades especificas de um mineral qualquer; Permite uma ampliação de 20 à 1000 vezes, permite que a luz seja polarizada, isto é, redirecionada.
  • 60. Sistema de Iluminação Campo claro A microscopia de campo claro apresenta algumas vantagens como menor toxicidade por necessitar de menores concentrações de corantes; Baixo contraste, devido ao uso de baixas concentrações de cromóforos naturais ou especialmente corantes vitais; Observações feitas no comprimento de onda de máxima absorção aumentam o contraste. Apresenta algumas limitações como objetos de fase exibem mínimo contraste em foco e mostra contraste oposto por cima e abaixo do foco.
  • 61. Sistema de Iluminação Microscopia Por Luz Refletida: A luz se propaga em um meio isotrópico segundo uma frente de onda esférica. O índice de refração do meio é invariante com a direção considerada. A velocidade de propagação da luz depende da direção considerada. No microscópio óptico de luz refletida – MOLR, a luz incide sobre a amostra e é refletida Existe um semi-espelho no qual 50% da luz é refletida e 50% é transmitida ◦ havendo perdas quanto à intensidade da imagem, porém ganhando-se na resolução final.
  • 62. Sistema de Iluminação Campo claro A maioria dos microscópios disponíveis para a indústria de semicondutores utilizam os sistemas de iluminação: ◦campo claro (brigthfield) ◦campo escuro (darkfield) ◦interferência diferencial. No modo de iluminação de campo claro a luz viaja ao longo do eixo óptico, através da objetiva em direção à amostra que está sendo observada.
  • 63. Sistema de Iluminação Campo escuro A luz dispersada entra na objetiva e o objeto aparece iluminado e brilhante sobre um fundo escuro. Consegue-se pela utilização de um tipo especial de condensador que ilumina o objeto obliquamente A luz atinge o espécime a ser analisado e somente os feixes desviados pelo objeto percorrem o resto do sistema É uma aplicação do princípio de Tyndall. A luz é direcionada para o exterior do cone que a objetiva compreende para iluminar a lâmina obliquamente. Aumenta a visibilidade de detalhes que são frequentemente ignorados pela iluminação de campo claro. É uma técnica excelente para uma varredura rápida, com um amplo campo de visão, para partículas, ranhuras ou resíduos químicos.
  • 64. Imagens de microestruturas Figura 3- Microestrutura da liga FeCrC
  • 65. Microscopia de fluorescência Permite observar microorganismos capazes de fixar substâncias fluorescentes (fluorocromos). A luz UV, ao incidir nessas partículas, provoca a emissão de luz visível e observa- se as células brilhando em fundo escuro.
  • 66. A microscopia de fluorescência usa uma lâmpada de mercúrio ou xenônio para produzir luz ultravioleta. A luz vem do microscópio e incide sobre um espelho dicróico - espelho que reflete comprimentos de onda de um determinado intervalo e permite que comprimentos de onda de outro intervalo passem através dele. O espelho dicróico reflete a luz ultravioleta até o espécime. Essa luz excita a fluorescência dentro das moléculas no espécime. A ultravioleta excita a fluorescência dentro das moléculas no espécime. A objetiva coleta a luz de comprimento de onda fluorescente que foi produzida. Esta luz fluorescente passa através do espelho dicróico e de um filtro de barreira (capaz de eliminar outros comprimentos de onda além do fluorescente), levando-a para formar a imagem na ocular.
  • 70. Microscopia de contraste de fase Permite a observação de microorganismos vivos, sem coloração, através do contraste devido à diferença de fase dos raios luminosos que atravessam o fundo relativamente à fase da luz que atravessa os microorganismos; Esta diferença de fase é conseguida por utilização de uma objetiva de fase Consiste num disco de vidro com um escavação circular, de modo que a luz que atravessa a escavação tem diferença de 1/4 de fase em relação à que travessa a outra porção do vidro. Assim, os objetos não corados podem funcionar como verdadeiras redes de difração, pois os pormenores da sua estrutura resultam de pequenas diferenças nos índices de refração dos componentes celulares, e estes originam diferenças de fase nas radiações que os atravessam
  • 71. Contraste de Fase Em um microscópio de contraste de fase, a luz é separada pelos anéis anulares na objetiva e pelo condensador. A luz que passa através da parte central do trajeto de luz é recombinada com a luz que se propaga em torno da periferia do espécime. A interferência produzida por esses dois trajetos produz imagens nas quais as estruturas densas aparecem mais escuras do que o fundo.
  • 73. CITO/HISTOQUÍMICAS A maioria dos elementos que constituem os tecidos é naturalmente incolor; Sem reflaxão. Para que eles se tornem visíveis recorre-se à coloração: dos componentes proteicos das estruturas das inclusões celulares de natureza química  Mais comuns são a hematoxilina e a eosina.  A cito/histoquímica é uma técnica histológica que tem por objetivo a identificação da natureza química de constituintes celulares.
  • 76. Colorações ◦Ortocromática: tecidos adquirem uma cor igual a solução corante usada. ◦Metacromática: uma substância ou componente celular se tem uma cor diferente ao corante usado.
  • 78. Colorantes e reações histológicas Hematoxilina: Núcleo e regiões ácidas. Eosina: Regiões básicas e colágeno. Argentas: Fibras reticulares. Hematoxilina férrica: Músculo, eritrocitos. Ácido de Schiff: Moléculas ricas en carbohidratos e glucogenio. Corantes de Wright e Giemsa: Eritrocitos e grânulos de eosinófilos; Núcleos de leucócitos e grânulos de basófilos; Citoplasma de monocitos e linfocitos. Tricroma de Masson: Núcleos; Músculo, queratina e citoplasma; Mucinógeno, colágena.
  • 80. Corte transversal do limbo foliar de cultivares de macieira em diferentes períodos de incubação com Colletotrichum gloeosporioides. A) Gala 24 horas, bar. 33,3 µm; B) Fuji 24 horas, bar. 33,3 µm; C) Gala 48 horas, bar. 16,7 µm; D) Fuji 48 horas, bar. 16, 7 µm; E) Gala 96 horas, bar. 6,7 µm; F) Gala 120 horas, bar. 66,7 µm. (fv) feixe vascular; (pl) parênquima lacunoso; (pp) parênquima paliçadico; (esp) esporo germinativo; (ep) epiderme; (fl) floema; (xil) xilema; (mic) micélio; (cut) cutícula; (col) colênquima.
  • 81. Microscópio eletrônico Em 1924, o físico francês Louis de Broglie (1892-1987), Prêmio Nobel de 1929, demonstrou que um feixe de elétrons podia descrever um movimento ondulatório, como a luz, mas com um comprimento de onda menor, permitindo ampliações muito melhores. O microscópio eletrônico, criado em 1933, utiliza esse recurso: ◦ um feixe de elétrons, emitido por um filamento de tungstênio, passa por um campo eletromagnético que, imitando a lente de um aparelho óptico, concentra-o sobre o objeto de estudo. ◦ Esse só pode ser analisado dentro de uma câmara de vácuo, para que os elétrons não sofram desvios pelo contato com as moléculas existentes no ar.
  • 82. O Microscópio Eletrônico As máquinas mais atuais permitem aumentos de 5 mil a 500 mil vezes; As lentes ampliam a imagem gerada pela passagem do feixe de elétrons no material e a projetam para uma tela onde é formada uma imagem de pontos mais ou menos brilhantes, semelhante à de um televisor em branco e preto. O material a ser estudado passa por um complexo processo de desidratação, fixação e inclusão em resinas especiais, muito duras Permitem cortes ultrafinos obtidos através das navalhas de vidro do instrumento conhecido como ultra micrótomo.
  • 83. Microscopia eletrônica Os microscópios eletrônicos utilizam, em vez da luz, um feixe de elétrons, para iluminar a amostra, combinado a lentes eletrostáticas e eletromagnéticas. Sua capacidade de ampliação é superior a dos microscópios de luz ◦ um nível de resolução de 0,2 nanômetros.
  • 84. Tipos de microscopia eletrônica 1. Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) Capazes de produzir imagens em alta resolução, estes microscópios ampliam em até 100 mil vezes objeto e permitem obter imagens tridimensionais, sendo bastante utilizados para a observação da estrutura superficial da amostra. 2. Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET) Permite examinar detalhes ínfimos, ampliando o objeto em até um milhão de vezes. Seu funcionamento consiste na emissão de um feixe de elétrons que interage com a amostra enquanto a atravessa, formando uma imagem aumentada. Para a observação neste tipo de microscópio é necessário que o material seja cortado em camadas bem finas.
  • 85. Microscópio eletrônico de varredura - MEV É um equipamento versátil que permite a obtenção de informações estruturais e químicas de amostras diversas. Um feixe fino de elétrons de alta energia incide na superfície da amostra Ocorre uma interação, parte do feixe é refletida e coletada por um detector que converte este sinal em imagem de BSE (ou ERE) - imagem de elétrons retro espalhados ou nesta interação a amostra emite elétrons produzindo a chamada imagem de ES (elétrons secundários). Ocorre também a emissão de raios-X que fornece a composição química elemental de um ponto ou região da superfície.
  • 87. Microscópio eletrônico de varredura MEV, modelo XL -30-ESEM (Phillips)
  • 89. Imagens de Microestruturas Partículas de esferas de carbono Microestrutura da argamassa com 60% de resíduo mostra cristais de etringita.
  • 97. Microscópio eletrônico de transmissão - TEM O MET possui sistemas de iluminação e vácuo que produz feixes de elétrons de alta energia (energia cinética), que ao incidir sobre uma amostra de tecido ultrafina (na espessura de nanômetro), fornece imagens planas. A imagem é projetada em um anteparo fluorescente, que poderá ser redirecionada para uma chapa fotográfica para registro. Grande parte dos átomos das estruturas celulares tem baixo número atômico e muito pouco contribui para a formação da imagem. A imagem é também uma resultante da absorção diferenciada de elétrons por diversas regiões da amostra, seja por variação de espessura, seja por interação com átomos de maior ou menor número atômico.
  • 106. Microscopia de Força Atômica 106
  • 107. Microscopia Força Atômica O mundo Nano Glóbulos vermelhos