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Microscopia per studenti

Microscopia per studenti

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16 risposte a questa discussione

#1 Enotria

Enotria

    Molecola Organica

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Inviato 06 febbraio 2017 - 12:42

Microscopia per studenti


E si sa, gli studenti di soldi da spendere ne hanno pochi. Men che meno per la microscopia.

Eppure, fra la fine delle elementari e gli inizi delle superiori, vi è una larga fascia di studenti che iniziano ad appassionarsi alle Scienze e che sono curiosi di ciò che la Natura può loro offrire.

Vediamo allora come possiamo accompagnare la naturale curiosità dei nostri ragazzi, questo sarà lo scopo di queste righe: la scelta del microscopio, i soggetti di osservazione ed il modo di usare al meglio i nostri strumenti ed infine, per i più intraprendenti, come aumentarne le prestazioni mediante semplici interventi e l’aggiunta di piccoli accessori.



La scelta del microscopio


Partiamo dallo strumento base, il microscopio, ma quale ?
Per un ragazzo che inizia ad avvicinarsi alla microscopia le possibilità sono tantissime, ma non bisogna strafare: inizialmente è bene limitare gli ingrandimenti disponibili, in modo che il mondo che andremo a scoprire sia quello stesso che già conosciamo, solo che ne vedremo dei particolari nuovi che, a causa delle ridotte dimensioni, prima ci sfuggivano.

In questa fase, un ottimo alleato è il microscopio digitale, un piccolo strumento dalla forma allungata che contiene sia la parte ottica che ingrandisce, sia la parte digitale che memorizza l’immagine, dandoci così la possibilità di scattare fotografie e di fare filmati. Normalmente questo piccolo microscopio viene collegato al computer mediante un cavetto USB.

Allega file  1.JPG   38,65K   3 Numero di downloads


Il microscopio digitale originale


Come vedete assomiglia ad un piccolo microscopio, con la sua base, la colonna portante, la cremagliera per la messa a fuoco ed il braccio del microscopio vero e proprio, che così può essere utilizzato liberamente in mano o, meglio, in modo molto più stabile, sul suo supporto.

Cercando sul mercato si trovano molti modelli simili, quello che ho scelto e che consiglio è quello in foto e lo trovate sotto varie marche: Gamuttek, Crenova, UM012C, ecc. Sono tutti identici, fatti da una unica industria e poi rimarcati. Il prezzo per il prodotto nuovo varia dai 45 ai 110 Euro ma, ripeto, è sempre lo stesso identico strumento.
Non lasciatevi sedurre da prezzi stracciati o da modelli diversi, piuttosto prendete un usato: il mio, con cui ho fatto tutte le foto che seguono, l’ho pagato solo 16 Euro e va benone.



L’utilizzo “normale” del microscopio


Come prima cosa verifichiamo l’ingrandimento reale dello strumento: mettiamo il microscopio al minimo ingrandimento ed inquadriamo un righello per vedere quanti  millimetri di campo abbiamo. Rifacciamo la stessa prova, ma al ingrandimento massimo.

Allega file  2.JPG   116,82K   4 Numero di downloads

Campo visualizzato: da 2 a 50 mm.


E così ora sappiamo che al massimo ingrandimento il campo inquadrato è di 2 millimetri, mentre al minimo ingrandimento è di 50 millimetri. Questa informazione ci serve per evitare di perdere tempo con soggetti troppo piccoli o troppo grandi per la nostra strumentazione.


Ora possiamo fare le nostre prime prove: una foglia di felce si presta come paziente modella:

Allega file  3.JPG   102,81K   3 Numero di downloads

Felce con sori


E con le prime prove arrivano i primi suggerimenti: il microscopio ha la possibilità di illuminare con alcuni led interni il soggetto che stiamo fotografando. Utilizzate il minimo di luce, in questo modo avrete un maggior contrasto ed il minimo di riflessi.

Addirittura, in alcuni casi la luce interna a led non la si deve assolutamente usare, altrimenti si formano dei riflessi sgradevoli e molto evidenti:

Allega file  4.JPG   168,58K   2 Numero di downloads

Riflessi sul metallo


Quindi per monete, metalli lucidi in genere, vetri, specchi, ecc. non si deve mai usare l’illuminazione interna, ma una luce esterna e separata e magari anche adottando opportuni accorgimenti che vedremo più avanti.

Quali sono i soggetti più interessanti da esaminare ?

Abbiamo già visto le foglie, ma allora anche i fiori ed i frutti, ma anche gli insetti e poi, molto belli, i licheni ed i muschi:

Allega file  5.JPG   122,06K   2 Numero di downloads

Rametto infestato da licheni


E perché no i minerali, i francobolli e le monete, o i fossili o la vostra collezione di conchiglie ?

Anzi, già che siete ormai entrati nel mondo dove tutto è lillipuziano, perché non fate una micro collezione di foraminiferi, il mondo delle conchiglie microscopiche che potete trovare al mare, in mezzo alla sabbia della battigia ?

Allega file  6.JPG   85,26K   0 Numero di downloads

Foraminiferi frammisti alla sabbia del mare


I soggetti da guardare con il vostro piccolo microscopio sono infiniti, i suoi limiti sono dati solo dalla vostra curiosità.

Ancora qualche suggerimento di piccole modifiche, assolutamente non costose e poco impegnative, ma che possono migliorare l’utilizzo di questo strumento:

Allega file  7.JPG   49,22K   2 Numero di downloads

Punti di modifica


Il fatto che io abbia fatto queste modifiche non vuol  assolutamente dire che le dovete fare anche voi, il vostro microscopio va benissimo anche così come è.

- Ho sostituito l’asta di sostegno con una più lunga, un pezzo di tubo di alluminio lungo 25 cm., in questo modo si possono sfruttare meglio anche i minimi ingrandimenti.

- Ho marcato la metà corsa della slitta di messa a fuoco con due punti di smalto bianco per individuarlo meglio ed avere così sempre la possibilità di metà correzione verso l’alto e metà verso il basso.

- Ho tolto i ferma vetrini, perché tanto li non servono a nulla, danno solo fastidio se appoggiamo oggetti ingombranti.

- Facendo leva con l’aiuto di una lama robusta, ho tolto il collare trasparente che vi è in fondo al microscopio, in questo modo è possibile avvicinarci di più al soggetto, aumentando la possibilità di ingrandimento.

- Infine, dopo aver ben regolato la durezza della messa a fuoco, con una goccia di Attak ho bloccato la manopola di sinistra, in questo modo anche questa diventa utilizzabile per la messa a fuoco.

Vediamo anche alcuni piccoli accessori che ci semplificano la vita.

- Una semplice scatolina, piena di sabbia, è perfetta per tenere in posizione il soggetto da fotografare, specie se la posizione è alquanto instabile:


Allega file  8.JPG   67,11K   0 Numero di downloads

Supporto con la sabbia



- Un faretto a led, snodabile e con la lampada di forma regolare a tubo (caratteristica che servirà per montare i filtri). Meglio se a luminosità regolabile. Costo approssimato 12 Euro.


Allega file  9.JPG   26,14K   2 Numero di downloads


Faretto a 3 intensità luminose e lampada cilindrica


- Un bicchiere di plastica bianca ed aperto sopra va poi benissimo per formare una “gabbia di luce” che elimina tutti i riflessi sulle superfici metalliche. La luce entra lateralmente e rimbalza ovunque, eliminando ogni riflesso:


Allega file  10.JPG   65,87K   2 Numero di downloads


La moneta senza i fastidiosi riflessi





L’utilizzo “evoluto” del microscopio


Ma non facciamoci troppe illusioni, la premessa era di un microscopio per studenti, genere umano altamente ricco di idee, ma aimè povero di moneta, per questo è essenziale non dover investire troppi soldi. ;)

I vetrini già preparati per biologia
Che peccato, ci sono in giro tanti bei vetrini di biologia già pronti ed interessanti, solo che la loro visione è preclusa al nostro microscopio che non è dotato di illuminazione per trasparenza.
Poco male, prendiamo un bicchiere di plastica bianca, gli facciamo un bel foro sul fondo ed un altro foro su di un lato. Appoggiamo il bicchiere capovolto e mettiamogli in cima il nostro vetrino. Ora la luce la faremo entrare per il foro laterale, il bicchiere bianco la diffonde ben bene e noi ci possiamo guardare il vetrino come si deve:

Allega file  11.JPG   53,46K   1 Numero di downloads

Sezione trasversale di foglia di mais



Stack di immagini

Non è un accessorio, ma una tecnica molto utile e molto utilizzata in microscopia. Per superare il problema della poca profondità di campo, si possono fare diverse foto ad altezze diverse. Un particolare software preleverà poi dalle singole foto, la sola parte perfettamente a fuoco e creerà una fotografia in cui tutto è correttamente focalizzato.

Il problema, con la nostra strumentazione super economica, è dato dalla scarsa qualità meccanica dei componenti: in breve, tra una foto e la successiva, il nostro micro tende a spostarsi, modificando così la zona inquadrata e rovinando così la foto risultante.

Un rimedio a questo problema è quello di utilizzare per l’escursione della focale soltanto la parte più alta della cremagliera, in pratica la sfruttiamo soltanto dalla metà corsa fino al termine superiore. Il motivo di ciò è semplicissimo: così facendo la slitta della cremagliera è sempre completamente inserita entro le sue guide, per cui si muove molto meno. Certo non riusciremo a fare le 100 è più foto come nei sistemi professionali, ma almeno riusciremo a fare delle immagini accettabili anche così.


Allega file  12.JPG   75,91K   1 Numero di downloads


Organi fruttiferi (apoteci) in licheni (stack).


Sempre nell’ottica del risparmio, come software per effettuare lo stack useremo programmi rigorosamente free, tipo Combine ed altri simili.





Illuminazione in luce polarizzata

Un aspetto molto interessante della microscopia è l’analisi dei campioni effettuato utilizzando luce polarizzata al posto di quella normale.

Ma questa possibilità è in genere riservata a particolari microscopi altamente professionali ed è un peccato, perché proprio per i ragazzi delle Medie, che iniziano lo studio delle Scienze, sarebbe interessante imparare ad usare questa tecnica.

Ed allora diamoci da fare e prepariamo il nostro micro digitale in modo che possa utilizzare la luce polarizzata:


Allega file  13.JPG   95,46K   1 Numero di downloads


Sistema polarizzante


Ancora una volta utilizziamo il nostro bicchiere di plastica in modo da sfruttare la luce diffusa e per trasparenza. Poi, subito sopra il bicchiere, mettiamo un filtro fotografico polarizzatore, un PL, meglio se di vecchio tipo (lineare) del costo di pochi Euro.

Subito sopra al filtro appoggiamo il nostro vetrino con il campione da esaminare.

Manca ancora un componente, l’analizzatore. Questo lo prepariamo con un cilindretto di cartoncino o di plastica, purché si incastri al posto dell’anello trasparente, in fondo al microscopio e gli fissiamo un secondo filtro PL, ma questo più piccolo.

Non serve altro, ora giriamo il polarizzatore finché il campo visualizzato diventa buio completo (lamine incrociate). Se ora inseriamo un vetrino su cui abbiamo fatto evaporare una goccia di acqua zuccherata, finalmente vedremo questo:


Allega file  14.JPG   115,6K   1 Numero di downloads


Zucchero cristallizzato


Tantissimi centri di cristallizzazione, da cui dipartono a ventaglio le strutture cristalline. E la comparsa di fantastici colori, che dipendono dallo spessore del cristallo e dalla sua natura chimica. Colori che cambiano continuamente se noi ruotiamo il vetrino porta oggetto.

Ora possiamo sbizzarrirci ad esaminare le sostanze più strane: alcune volte non vedremo nulla, ma se la sostanza risente della luce polarizzata, si vedranno forme e colori fantastici:


Allega file  15.JPG   191,33K   1 Numero di downloads


Sezione sottile di granito


Alle volte la luce polarizzata diventa indispensabile anche per poter riconoscere alcune sostanze, ad esempio è il caso dell’amianto che ha delle fibre caratteristiche e che si colorano in modo diverso a seconda di come sono orientate (pleocroismo):


Allega file  16.JPG   51,15K   1 Numero di downloads


Fibre di amianto (crisotilo)


Ma certamente, il soggetto preferito per la luce polarizzata  è  il comune zucchero da cucina, che cristallizza in diverse condizioni e, ogni volta, da origine a figure ed a colori completamente diversi. Talmente belli, che alcune foto possono essere esposte, come fossero quadri astratti della Natura.


Allega file  17.JPG   88,96K   1 Numero di downloads


Zucchero (cristallizzazione lenta)






In conclusione, abbiamo trattato di strumenti, di accessori, di tecniche di microscopia, ma sempre a basso costo, tanto che anche se acquistiamo nuovo tutto quello che abbiamo citato, staremo sempre sotto al limite di cento Euro in totale.


Anche per questo motivo, spero che le immagini pubblicate vengano osservate con un minimo di indulgenza ed apprezzate sempre tenendo conto dei limiti che, fin dal inizio, ci eravamo prefissati.


Allega file  18.JPG   120,63K   0 Numero di downloads


Lichene (particolare)




::)



#2 Enotria

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Inviato 08 febbraio 2017 - 07:36

.


Vi chiedo scusa per il ritardo con cui rispondo, ma cercavo come migliorare alcuni punti che certamente ci interessano.

Un punto certamente critico del sistema è la cremagliera che essendo di plastica ha dei giochi notevoli ed una stabilità piuttosto aleatoria.

Questo crea problemi sia in condizioni normali, sia se si tenta un minimo di stack per ottenere una migliore profondità di messa a fuoco.

La soluzione migliore che ho trovato è l'abbandono della messa a fuoco di plastica e l'inserimento sotto al campione di un tavolino a pantografo (12 Euro su eBay):

Allega file  Stack.JPG   217,94K   1 Numero di downloads

Ora la messa a fuoco viene fatta con la vite elevatrice in metallo, con molto meno gioco e con una dolcezza di movimento più che buona. Ho dovuto anche sostituire la colonna di sostegno con una più alta, in modo da recuperare lo spessore perso per il tavolino: ora la colonna è alta 40 cm.
Le prove fatte non sono eccezionali, io non ho pazienza, ma se voi ci provate, certamente otterrete delle ottime foto:

Allega file  Stack di 13 foto.JPG   220,16K   2 Numero di downloads


Allega file  Stack di 18 foto.JPG   264,99K   2 Numero di downloads


::)

p.s. Sto facendo delle prove con illuminazione in luce UV e IR.  Interessa ?

#3 Marcosauro

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    Medusa

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Inviato 08 febbraio 2017 - 07:55

I miei più sinceri complimenti, sono sicuro che tutti questi consigli mi torneranno utili dal momento che vorrei cimentarmi anche io nel modo dei microscopi... partendo dal basso.
Credo che tutti siano in attesa di un altro tuo articolo, e personalmente attendo con ansia quello sull UV, quidni speriamo che tu ce lo possa portare presto.
Ancora complimenti
Un saluto
Marco

#4 nonno

nonno

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Inviato 08 febbraio 2017 - 07:57

Mi piace la soluzione del...tavolino. Se Maometto non va alla montagna...la montagna va a Maometto. :)

#5 Enotria

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Inviato 09 febbraio 2017 - 06:38

Nonno, ti assicuro che è stato proprio il mio pensiero: evitare la cremagliera traballina in plastica ed usare al suo posto la vite di alzo del tavolo. Arrivata la pensata giusta, ho proprio pensato a Maometto ed alla sua montagna. :lol:

Per UV ed IR il primo consiglio è non sprecare la "supposta" buona, quella da 5 Mpx, ma prendere su eBay una di quelle da 1,3 Mpx che non costano nulla, ma sono anche piuttosto sdozze.

Prima cosa togliere l'anello trasparente in basso, poi far uscire il più possibile l'biettivo, prenderlo con le dita e svitarlo.

Allega file  1.JPG   61,25K   1 Numero di downloads

Vicino alla lente vi è il filtro rosa di blocco degli infrarossi: con la punta di un cacciavite fare leva ed eliminarlo.

Allega file  2.JPG   87,82K   1 Numero di downloads

Allega file  3.JPG   96,44K   0 Numero di downloads

Immagino che per inquadrare usiate la luce normale, ma ricordatevi che la messa a fuoco va invece fatta già con la luce giusta UV o IR, in quanto il punto di fuoco è diverso.

Ed ora possiamo divertirci.

Gli IR sono speciali per far apparire chiaro quello che non si vede e per far sparire quello che invece si vede:

Allega file  Immagine 003.jpg   92,25K   0 Numero di downloads

Allega file  IR_3.JPG   29,11K   0 Numero di downloads

Se poi passate agli UV, scoprirete che sono specializzati per far saltare fuori dei colori diversi o fluorescenti:

Allega file  UV_1_p.JPG   80,45K   0 Numero di downloads
Roccia con cristalli di Autunite

Allega file  UV_2_p.JPG   46,24K   0 Numero di downloads
Calcite che diventa rosa

Allega file  UV_3.JPG   163,39K   0 Numero di downloads
Clorofilla che diventa rossa


E' un Mondo strano forte ! :P



::)

p.s. Dimenticavo il come generare la luce UV e IR
La soluzione più comoda è prendere delle lampade led della UltraFire su eBay, costano sui 20 Euro l'una e sono fin troppo potenti.

Allega file  MVC-177F.JPG   207,28K   0 Numero di downloads

#6 Marcosauro

Marcosauro

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Inviato 09 febbraio 2017 - 11:59

Fantastico, grazie mille!

#7 ossivorus

ossivorus

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Inviato 12 febbraio 2017 - 05:49

Dove poter acquistare direttamente un semplice microscopio come quello illustrato? potrebbe andar bene per uno completamente incompetente come me

#8 Enotria

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Inviato 13 febbraio 2017 - 12:07

Vai su eBay e cerca: Gamuttek oppure Crenova microscope oppure UM012C

E' sempre lo stesso microscopio, solo rimarcato in modi diversi.
Il costo è molto simile per tutti, eccetto quelli che vengono direttamente dalla Malesia, ma che comunque difficilmente pagano la Dogana.


Foto fatta con la "supposta": Radiolari fossili:
Allega file  Radiolari.JPG   112,99K   0 Numero di downloads



::)

#9 eupatagus

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Inviato 13 febbraio 2017 - 06:54

Grazie per i tanti preziosi consigli e suggerimenti, Enotria.

Mi pare di capire che potrebbe essere anche una buona soluzione per il problema che ho nel fotografare i miei pezzi più piccoli con la mia compatta senza pretese.
Mi confermi che per fotografare pezzi diciamo tra 5 e 30 mm i risultati sono buoni?

#10 davide.mai

davide.mai

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Inviato Una settimana fa

Articolo interessantissimo, grazie!

#11 ApollinareN

ApollinareN

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Inviato Una settimana fa

Articolo molto interessante. Stavo pensando a come utilizzare i tuoi consigli per fotografare le inclusioni in ambra. Hai qualcosa da aggiungere in merito?

#12 Enotria

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Inviato Una settimana fa

La fotografia dell'ambra è un problema di illuminazione, e di gestione dei riflessi, per cui il micro a supposta, con i suoi 8 led frontali, proprio mal si adatta a questa funzione.
Come minimo devi utilizzare degli spot laterali, meglio se controllati mediante polarizzazione, ma allora addio semplicità, non ha più senso utilizzare un micro digitale.


::)

#13 francomete

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Inviato Una settimana fa

E direi che oltre ai problemi giustamente indicati da Enotria, purtroppo l'inclusione da fotografare non è quasi mai nella posizione ideale in quanto immersa in un fluido in 3D.
L'ambra spesso è opaca o con detriti che rendono difficile non solo la possibilità di fotografare ma anche di individuare le inclusioni interessanti.

#14 ApollinareN

ApollinareN

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Inviato Una settimana fa

Temevo queste risposte, che puntualmente sono arrivate. Un giorno mi permetterò la giusta attrezzatura per fotografare i miei campioncini. Grazie.

#15 Enotria

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Inviato Una settimana fa

.

Se può esserti utile la mia esperienza, il metodo migliore che ho provato per fotografare le ambre è quello del microscopio invertito con illuminazione diffusa dall'alto ed il campione dentro ad un vetrino spesso con il fondo formato dal copri oggetto ed immerso in olio o benzoato.

Allega file  Set_Ambra_p.jpg   46,63K   1 Numero di downloads


Allega file  Set_Ambra_2.jpg   83,18K   1 Numero di downloads



In questo modo ho la massima libertà per orientare l'ambra e la massima libertà per illuminarla.


::)

#16 ApollinareN

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Inviato Una settimana fa

La tua esperienza non può essermi altro che utile. Un giorno dovrò venire a trovarti per capire bene come realizzare tutto l'apparato che mi serve. Grazie.

#17 Enotria

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Inviato Una settimana fa

Quando vuoi, dalle 10 in poi.
Venendo apposta da Napoli batteresti anche il record di distanza, per ora fermo ad uno che è venuto da Caserta. :)



::)




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