El microscopio simple

Un microscopio simple es un instrumento que permite observar de forma aumentada la imagen de un objeto. Esto permite observar detalles del objeto que no serían visibles de forma directa con el ojo humano.

Microscopio simple
Microscopio simple

Existe una distinción importante entre el microscopio simple y el microscopio compuesto. El microscopio simple es simplemente un microscopio formado por una sola lente de aumento que se conoce comúnmente como lupa. El microscopio compuesto contiene, en cambio, un mínimo de dos lentes. Esto le proporciona un mayor poder de aumento pero también más complejidad.

Los microscopios simples o lupas están formados por una sola lente convergente que permite alcanzar aumentos de hasta aproximadamente un factor de 10.

Esta lente convergente se encuentra montada normalmente junto a un mango que permite su manipulación.

En este artículo te presentamos algunos de los detalles más importantes de microscopio simple. Esto incluye el cálculo de su aumento, su historia, la diferencia entre los microscopios simples y los compuestos así como algunas de sus aplicaciones más relevantes.

Aumento del microscopio simple

El poder de aumento de un microscopio simple expresa la relación entre el tamaño observado del objeto con y sin la lupa.

Es decir, un microscopio simple con un aumento de 10x permite ver el objeto 10 veces más grande que si se observa directamente con el ojo.

En la definición estándar del poder de aumento se asume que el tamaño observado sin la lupa es el tamaño a una distancia de 25 cm del ojo. Este tamaño es después comparado con el tamaño observado mediante la lupa para obtener el poder de aumento.

Hay dos formas de observar un objeto a través de la lupa. Una opción es colocar la lupa muy cerca del ojo y a continuación mover el objeto observado hasta el punto en que se obtiene una imagen enfocada. Si se utiliza este procedimiento el poder de aumento puede calcularse a partir de la distancia focal de la lente (f) mediante la fórmula:

Fórmula del aumento de un microscopio simple

Sin embargo, otra opción más habitual es colocar la lupa cerca de objeto observado y mantener el ojo a una cierta distancia de la lupa. El poder de aumento alcanzado en este caso es ligeramente inferior y se calcula simplemente como:

Fórmula alternativa del aumento de un microscopio simple

Estas dos fórmulas explican la diferencia entre el posible aumento expresado por el fabricante del microscopio simple y el aumento que experimenta el usuario.

Por ejemplo, una lente con una distancia focal de 5 cm puede alcanzar (si se mantiene la lupa cerca del ojo) un aumento igual a:

Cálculo del aumento

Sin embargo, es más probable que el usuario utilice la lupa manteniéndola cerca del objeto y lejos del ojo. En este caso, el aumento que observará el usuario será igual a:

Cálculo alternativo del aumento

Historia del microscopio simple

La historia del microscopio simple es la historia de las lentes de aumento. Debido a la simplicidad técnica de las lentes de aumento es difícil establecer con total claridad el momento de su invención.

Sabemos que las lentes eran conocidas por parte de las civilizaciones antiguas. Por ejemplo, la lente más antigua que se ha conservado hasta nuestros días es la lente de Nimrud. Esta lente proviene del imperio asirio y fue fabricada aproximadamente en el año 750 a.C. Sin embargo, los expertos no están seguros de si esta lente fue utilizada como instrumento de aumento o si simplemente tuvo una función decorativa.

La primera evidencia escrita de la existencia de las lentes de aumento aparece en una comedia de Aristófanes titulada “Las Nubes” y escrita en el siglo V a.C.

También el filósofo Séneca menciona las propiedades de estos instrumentos en su enciclopedia titulada Naturales Quaestiones publicada aproximadamente en el año 65 d.C.

El estudio en detalle de las propiedades de las lentes de aumento empezó a partir del siglo XI. Una de las pruebas en este sentido es la publicación del “Libro de Óptica” escrito por el matemático, físico y astrónomo Ibn al-Haytham.

La publicación de este libro tuvo una gran influencia en el desarrollo posterior de la óptica. A partir del siglo XII algunas de las aportaciones más importantes a esta ciencia vinieron de la mano de Roger Bacon.

Roger Bacon observando unas lentes
El fraile franciscano Roger Bacon fue uno de los primeros personajes históricos en estudiar sistemáticamente las propiedades de las lentes. Aquí aparece en una pintura de Ernest Board en su observatorio de Merton College (Oxford).
Fuente: Wellcome Collection. Licencia: CC BY 4.0

Estos avances facilitaron la aparición de los primeros inventos basados en lentes de aumento. Uno de los más relevantes es la invención de las gafas a partir del siglo XIII en Italia.

Los conocimientos de óptica permitieron que posteriormente se inventaran instrumentos ópticos de mayor complejidad. Entre ellos destacan el microscopio compuesto y el telescopio.

Históricamente destacan los microscopios simples fabricados por Anton van Leeuwenhoek durante el siglo XVII. Este comerciante neerlandés desarrolló una técnica de fabricación de lentes que le permitió fabricar microscopios simples que alcanzaban aumentos con un factor cercano a 300. Esto hizo que durante aquellos años sus microscopios simples fueran incluso mejores que los primeros microscopios compuestos.

Hay que recordar que los microscopios compuestos actuales pueden alcanzar aumentos contenidos entre 1000 y 1500. Sin embargo, en el siglo XVII su aumento era mucho más reducido debido a las imperfecciones en la construcción y las aberraciones de las lentes.

Diferencia entre el microscopio simple y el microscopio compuesto

El microscopio simple y el microscopio compuesto son dos tipos de microscopio muy distintos. Las palabras simple y compuesto hacen referencia al número de lentes que contiene cada tipo de microscopio.

El microscopio simple es un microscopio construido con una única lente. Esto simplifica mucho su construcción y montaje pero limita también en gran medida su poder de aumento. Raramente el poder de aumento de este tipo de microscopios, conocidos habitualmente como lupas, supera un factor de 10.

Los microscopios compuestos fueron inicialmente fabricados con dos lentes. La lente más cercana al objeto observado se conoce como objetivo mientras que la lente a través de la cual se hace la observación se conoce como ocular. Esta combinación de dos lentes hace posible alcanzar aumentos cercanos a 1000x o incluso ligeramente superiores.

El principio de funcionamiento de los microscopios compuestos se basa en la combinación de dos lentes. Sin embargo, en los instrumentos de hoy en día, tanto los objetivos como los oculares se fabrican utilizando un combinación de distintas lentes para corregir posibles aberraciones. En consecuencia, los microscopios compuestos actuales contienen siempre más de dos lentes. 

Aplicaciones

La facilidad de uso y el poder de aumento que proporciona un microscopio simple han hecho que sea un instrumento utilizado para una gran cantidad de aplicaciones. Entre ellas, las que más destacan son:

  • Joyería: Las lupas de joyería son una herramienta imprescindible para examinar la calidad de los materiales y también son de gran utilidad durante el proceso de fabricación de joyas.
  • Numismática: Los microscopios simples o lupas son también muy utilizadas entre los coleccionistas de monedas para examinar el estado de las piezas de las colecciones.
  • Relojería: También los fabricantes de relojes utilizan lupas o incluso lupas binoculares para observar en gran detalle y poder manipular los mecanismos en los relojes. 
  • Biología: El microscopio simple permite a los biólogos hacer una primera inspección de muestras biológicas durante un estudio. A menudo este es un primer examen antes de utilizar otros instrumentos de observación como el microscopio compuesto.
  • Dermatología: La lupa o microscopio simple es utilizado frecuentemente por parte de los dermatólogos para examinar las características de las pecas y manchas en la piel.
  • Usos cotidianos: La lupa es utilizada a menudo en tareas domésticas como, por ejemplo, para leer letras pequeñas o para coser.