Defina os seguintes termos usados em microscopia óptica: Aumento, Resolução e Contraste.

Passo 1

O enunciado pede para definirmos três conceitos fundamentais em microscopia óptica: aumento, resolução e contraste. Vamos apresentar para cada termo a definição física, a forma de quantificar e o papel que desempenha no desempenho de um microscópio.

Passo 2

Para “aumento” (ou magnificação), consideramos a razão entre o tamanho aparente da imagem e o tamanho real do objeto. Num microscópio composto temos dois estágios de aumento:
M_{\text{total}} = M_{\text{objetiva}} \times M_{\text{ocular}}
onde M_{\text{objetiva}} é o aumento produzido pela objetiva e M_{\text{ocular}} é o aumento provocados pela ocular. O aumento indica o quanto expandimos visualmente o objeto, mas não diz nada sobre a nitidez dos detalhes.

Passo 3

Para “resolução” (ou poder de resolução), medimos a capacidade de distinguir dois pontos muito próximos como separados. Segundo o critério de Abbe, o limite de resolução lateral é
d = \frac{\lambda}{2\,\mathrm{NA}}
em que \lambda é o comprimento de onda da luz usada e
\mathrm{NA} = n\,\sin\alpha
é a abertura numérica da objetiva ( n é o índice de refração do meio e \alpha é o semi-ângulo de captura). Quanto menor for d, mais detalhes conseguimos ver.

Passo 4

O “contraste” mede a diferença de intensidade ou de fase entre a imagem do objeto e o fundo. Em termos de intensidade luminosa podemos usar o contraste de Michelson:
C = \frac{I_{\text{objeto}} - I_{\text{fundo}}}{I_{\text{objeto}} + I_{\text{fundo}}}.
Contraste alto significa que as regiões de interesse se destacam bem do fundo, o que facilita a observação mesmo quando a resolução atinge seu limite.

Resposta

Aumento: razão entre o tamanho aparente da imagem e o tamanho real do objeto; num microscópio composto,
M_{\text{total}} = M_{\text{objetiva}}\times M_{\text{ocular}}.
Resolução: capacidade de distinguir dois pontos próximos como separados; limitada pelo critério de Abbe,
d = \frac{\lambda}{2\,\mathrm{NA}},\quad \mathrm{NA}=n\sin\alpha.
Contraste: diferença de intensidade (ou fase) entre a imagem do objeto e o fundo; pode ser quantificado por
C = \frac{I_{\text{objeto}} - I_{\text{fundo}}}{I_{\text{objeto}} + I_{\text{fundo}}}.

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