Qu'est-ce que « Grossissement et résolution » ? — Biologie

Définition 2.4 Biologie du lycée · Chapitre 2 — La cellule, unité commune du vivant

Le grossissement d’un instrument est le rapport de la taille de l’image à la taille de l’objet. Sa résolution est la plus petite distance entre deux points qu’il montre encore séparés. Grossir une image au-delà de ce que la résolution justifie agrandit le flou, non le détail.

Des tailles sur une échelle logarithmique : chaque cran est dix fois plus grand. L’œil nu résout environ 0.1\, mm ; le microscope optique atteint 0.2\, µ m et voit les cellules entières et les bactéries ; le microscope électronique résout le nanomètre et montre les pièces internes. — Des tailles sur une échelle logarithmique : chaque cran est dix fois plus grand. L’œil nu résout environ $0.1\,\mathrm{mm}$ ; le microscope optique atteint $0.2\,\text{µ}\mathrm{m}$ et voit les cellules entières et les bactéries ; le microscope électronique résout le nanomètre et montre les pièces internes.

Exemples

Exemple 2.7 (Cellules de la joue)

Une cellule de joue dessinée sur $24\,\mathrm{mm}$ de large à partir d’une image à $\times 400$ mesure $24/400 = 0.06\,\mathrm{mm} = 60\,\text{µ}\mathrm{m}$ en travers, et son noyau, dessiné sur $3\,\mathrm{mm}$ , environ $8\,\text{µ}\mathrm{m}$ . Un globule rouge mesure $7\,\text{µ}\mathrm{m}$ ; les bactéries de la bouche, longues de $1\,\text{µ}\mathrm{m}$ , n’apparaissent au même grossissement que comme des points à peine résolus.

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Définition 5.8 Biologie universitaire — 1re année · Chapitre 5 — La cellule : unité du vivant

Un microscope grossit (il agrandit l’image) et résout (il sépare des points voisins). Seule la seconde propriété limite ce que l’on peut voir : le pouvoir de résolution est la plus petite distance $d$ entre deux points qui apparaissent encore distincts,

d = \frac{0.61\,\lambda}{\mathrm{NA}},

où $\lambda$ est la longueur d’onde de l’éclairage et $\mathrm{NA}$ l’ouverture numérique de l’objectif (le sinus de son demi-angle de collecte de la lumière multiplié par l’indice de réfraction du milieu, au plus $1.4$ environ avec de l’huile). Grossir au-delà du pouvoir de résolution agrandit le flou, non le détail.

Le microscope photonique composé : l’objectif forme une image intermédiaire agrandie et renversée, que l’oculaire agrandit encore pour l’œil. C’est l’ouverture numérique de l’objectif, et non le grossissement total, qui fixe ce qui peut être résolu.

Un microscope photonique composé : lampe et condenseur sous la platine, tourelle d’objectifs au-dessus, oculaires binoculaires. Résolution 0.2\, µ m, grossissement jusqu’à 1000\,, échantillons vivants possibles. — Un microscope photonique composé : lampe et condenseur sous la platine, tourelle d’objectifs au-dessus, oculaires binoculaires. Résolution $0.2\,\text{µ}\mathrm{m}$ , grossissement jusqu’à $1000\,$ , échantillons vivants possibles.

Exemples

Exemple 5.11 (Une bactérie et une mitochondrie)

Au microscope photonique à $1000\times$ , une cellule d’E. coli est un bâtonnet de $2\,\mathrm{mm}$ à l’échelle de la rétine, sans intérieur visible ; une mitochondrie est un point à la limite de la résolution. Sur une coupe au MET, la même bactérie montre ses deux membranes, sa paroi, son nucléoïde en région fibreuse et pâle et ses ribosomes en grains sombres ; la mitochondrie montre sa double membrane et les replis de la membrane interne. Ni l’une ni l’autre n’est vivante.

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