Microscopio
I microscopi possono essere di molti tipi, secondo lo scopo per il quale vengono utilizzati. Tuttavia, due sono le tipologie fondamentali: il microscopio composto e il microscopio semplice.
Il microscopio composto è un sistema ottico a due stadi (obiettivo e oculare) che permette di osservare i preparati a grande risoluzione e ingrandimento. Le lenti sono inserite in un tubo rigido, detto tubo ottico. Una svolta nella costruzione dei microscopi composti si ebbe nel Settecento, quando ne furono messi a punto tre diversi tipi: a treppiede, a tamburo e a colonna. Per il primo tipo, fu decisivo il contributo di Edmund Culpeper (1660-1738). Il secondo si deve a Benjamin Martin (1705-1782), che progettò un microscopio da tasca a tamburo realizzato con tubi telescopici di cartone; alla base del tubo esterno era inserito uno specchietto per riflettere la luce sui vetrini. Il terzo tipo è legato alla produzione di John Cuff (1708-1772). A questi si aggiunsero altre tipologie come il microscopio binoculare, il microscopio a riflessione tipo Amici e il microscopio composto tipo Pacini.
Il prototipo di numerosi microscopi britannici e continentali è costituito dal microscopio composto illustrato da Robert Hooke (1635-1702) nella sua Micrographia (Londra 1665). Questo microscopio, che ebbe notevole fortuna, presentava, rispetto ai microscopi continentali, innovazioni sia per il sistema ottico, sia per il sofisticato apparato di illuminazione.
Si tratta del microscopio composto più comune nel corso del Settecento. Fu messo in commercio per la prima volta dall'inglese Edmund Culpeper (1660-1738), il quale rinnovò il microscopio a treppiede di origine italiana aggiungendo uno specchietto riflettente sul tavolino sottostante al portaoggetti. Il tubo ottico in legno, cartone incollato e cuoio, si inserisce in un supporto cilindrico rivestito di pelle di razza. Il cilindro è retto da tre supporti innestati su una base circolare di legno. I modelli successivi presentano come base una scatola di legno con cassetto contenente gli accessori.
È opera del costruttore inglese John Cuff (1708-1772), che accolse una serie di suggerimenti di Henry Baker (1698-1774) allo scopo di perfezionare il microscopio di Culpeper (1660-1738). Cuff introdusse più sofisticati meccanismi di messa a fuoco del XVIII secolo, e dotò il nuovo modello di un oculare molto lungo. La novità introdotta da Cuff fu la colonna laterale composita, che permetteva un facile accesso al tavolino portaoggetti e la possibilità di dotare lo strumento di un preciso meccanismo di messa a fuoco. Il microscopio Cuff è generalmente montato su una base di legno, dove una colonnina quadrangolare sostiene il tubo ottico.
Microscopio composto dotato di due tubi ottici che permettono all'osservatore di guardare con entrambi gli occhi. Alcuni tipi particolari di microscopi binoculari, detti stereoscopici, consentono una migliore visione tridimensionale degli oggetti.
Questo tipo di microscopio composto a riflessione, utilizzato nei primi decenni dell'Ottocento, fu ideato da Giovanni Battista Amici (1786-1863). Esso permette di eliminare gli effetti dell'aberrazione cromatica per mezzo di uno specchietto posto in corrispondenza di un'apertura del tubo ottico. Questo specchio riflette la luce ad un altro specchio concavo posto all'estremità del tubo che a sua volta li invia all'oculare. Questo microscopio ebbe per un certo periodo una grande popolarità, ma alcuni suoi limiti (tra i quali il fatto che l'ingrandimento poteva essere variato solo cambiando l'oculare) indussero successivamente ad abbandonare questo sistema. L'aberrazione cromatica venne in seguito eliminata combinando in maniera appropriata lenti diverse.
Questo tipo di microscopio composto, ideato per le osservazioni biologiche nel 1844 dal medico pistoiese Filippo Pacini (1812-1883), si caratterizza soprattutto per la sua stabilità e per il sofisticato ed efficace sistema di messa a fuoco. I filtri sono inseriti in un disco nel piatto portaoggetti. Questo tipo di strumento fu particolarmente apprezzato da alcuni eccellenti microscopisti.
Particolare tipo di microscopio composto, proposto verso il 1850, nel quale il preparato è illuminato dall'alto e osservato dal basso. Sotto il preparato si trova infatti un prisma che riflette i raggi luminosi nel tubo ottico. Grazie a questo accorgimento era possibile osservare reazioni chimiche senza che i gas o le effervescenze da esse generate disturbassero le visione. Per tale ragione i microscopi di questo tipo sono anche detti chimici.
Microscopio composto nel quale è possibile far passare attraverso il preparato un fascio di luce polarizzata generata da un apposito prisma (ad esempio di Nicol). Un prisma analogo inserito nell'oculare funge da analizzatore. I microscopi di questo tipo sono spesso utilizzati in cristallografia e mineralogia per studiare le strutture cristalline grazie alle particolari immagini e colorazioni da esse fornite quando sono attraversate dalla luce polarizzata.
Il microscopio lucernale utilizza come fonte luminosa una lampada a petrolio. Fu George Adams junior (1750-1795) a perfezionare il lucernale. I lucernali di Adams furono imitati da altri costruttori come, ad esempio, Robert Banks (fine XVIII sec. - prima metà XIX sec.).
Questo microscopio, detto anche da proiezione, illumina il preparato grazie ai raggi del Sole e consente di proiettare l'immagine del preparato su uno schermo o su una parete.
Microscopio utilizzato per misure lineari di grande precisione. Viene utilizzato, ad esempio, in molti strumenti ottici per leggere scale finemente divise.
Il microscopio semplice è un sistema ottico convergente (spesso una lente semplice) che permette di ridurre la distanza di osservazione e, quindi, di aumentare la dimensione apparente dell'oggetto. Per ingrandimenti modesti (fino a 3, tipicamente) si usa di solito una lente semplice ("lente d'ingrandimento"). Ingrandimenti maggiori si ottengono con la "lente di Stanhope", la "lente di Coddington", il "doppietto di Wollaston", il "tripletto di Steinheil", ecc. Per mantenere una qualità accettabile dell'immagine, questi sistemi si limitano solitamente ad un massimo di 20 ingrandimenti. Come caso unico e limite si cita il microscopio semplice ideato dal grande naturalista olandese Antoni van Leewenhoek (1632-1723), costituito da una piccolissima lente semplice, con cui l'illustre studioso di scienze naturali riusciva ad ottenere ingrandimenti straordinariamente elevati.
Una caratteristica di tutti questi sistemi è che l'immagine appare diritta come la si vede ad occhio nudo, ossia non capovolta. Ciò consente di coordinare agevolmente i movimenti quando si manipola il preparato osservato, ad esempio nei microscopi da dissezione. Inoltre, il basso numero di ingrandimenti consente di mantenere una distanza di lavoro (distanza tra la lente e il preparato) sufficiente all'inserimento degli attrezzi per la manipolazione. In sostanza, rispetto ai composti, il microscopio semplice produceva minori aberrazioni cromatiche e una visione più distinta del preparato, caratteristiche che gli furono già riconosciute da Robert Hooke (1635-1702). Se tali prestazioni ottiche lo resero più affidabile del microscopio composto, alcuni elementi, come la necessità di osservare i preparati molto da vicino e la carenza di illuminazione nell'osservazione dei preparati opachi, ne limitarono l'impiego, poiché sforzavano la vista e stancavano l'occhio del microscopista. Ideale per l'osservazione di materiali trasparenti e minuti, il microscopio semplice trovò numerosi impieghi nell'osservazione di insetti, di vegetali e di piccole creature acquatiche collocate in appositi recipienti, oltre che nella pratica della dissezione. Spesso contenuto in una custodia dotata di numerosi accessori (pinzette, aghi e rasoi, ecc.) il microscopio semplice ebbe la massima diffusione nel Settecento e primo Ottocento, per sopravvivere poi, soprattutto come microscopio da dissezione. Anche il microscopio semplice, come quello composto, può essere di tipi diversi: a compasso, acquatico, botanico.
Particolare tipo di microscopio semplice nel quale la vite posta sul braccio che tiene il preparato, viene controllata da una molla. Ebbe molto successo tra i naturalisti perché risultava uno strumento ideale per osservare insetti e altri oggetti opachi.
Microscopio il cui tubo ottico è trattenuto orizzontalmente da un braccio snodato. Furono molto popolari tra i naturalisti per osservare gli organismi contenuti in un acquario al quale viene avvicinato.
Tipo di microscopio semplice, molto maneggevole; il suo nome deriva dal fatto che fu utilizzato per l'osservazione delle specie vegetali.
Microscopio semplice o composto chiamato, nel Settecento, "portativo". La sua struttura è di piccole dimensioni, maneggevole, in grado di essere utilizzato per ricerche sul campo.