Mesure directe des objets au microscope

Thibault BRUGIERE

Il vous est surement déjà arrivé de vouloir mesurer au microscope des objets que vous avez observé. La mesure se fait généralement à l’aide d’un réticule et d’un micromètre. Ces deux objets sont difficiles à se procurer dans le commerce et chers (vous pouvez fabriquer un micromètre, mais pour ma part je n’ai jamais réussi). Leur utilisation elle-même est compliquée (quoi que très fiable et d’une grande précision). Mais en microscopies amateur, nous n’avons ni les moyens de nous offrir une telle précision, ni le besoin. Une précision de 95% serra toujours très utilisable (et 5% d’erreur dans le domaine des mesures, ce n’est presque rien).

J’ajouterais en dernier argument que ma méthode ne demande qu’un simple double décimètre (moins de 1€ en supermarché) et votre tête (dont vous devez toujours disposer en microscopie). Pour les moins doués (…) je conseillerais une feuille de papier (pour les calculs) et pour les encore moins doués, prenez une calculatrice (non, je rigole, moi aussi j’en ais une).

1- Mesure :

 

 

C’est la partie la plus simple.

Prenez votre règle et placez-la à 25 cm de votre oculaire. Tout en regardant le sujet de votre observation dans celui-ci avec l’œil droit (ou gauche), regardez votre règle graduée avec l’autre œil (celui qui n’est pas dans l’oculaire). Superposez ensuite l’image de la règle et celle observée dans l’oculaire, et mesurez l’objet que vous regardez. Vous obtiendrez ainsi ce que l’on appelle la taille apparente de l’objet (appelée Ta dans l’article).

Sur cet exemple de sporanges de fougères, un sporange mesure 2,3cm de taille apparente
(Le grossissement était de 200x).

 

 
 

2- Calcul de la taille de l’objet :

Petite leçon d’optique maintenant, ce que nous appelons le grossissement est en fait le quotient de la taille apparente d’un objet divisé par sa taille réelle :
Gmicro = Ta / To
Gmicro = Grossissement du microscope  
Ta =Taille apparente 
To = Taille de l’objet 
 


Maintenant, nous connaissons la taille apparente de l’objet (mesurée dans la partie Mesure) et le grossissement qui par le quel nous le voyons (grossissement commercial de l’objectif multiplié par celui de l’oculaire). Pour ceux qui s’y connaissent un minimum en mathématique (et qui se souviennent de leur leçons de lycée, difficile !!!), vous aurez compris que c’est une simple équation à résoudre.
Pour arrêter la torture (et surtout vous simplifier la tache), voici la formule :
To = Ta / Gmicro.



Pour l’exemple précédent, To=2,3/200=0,012cm.
La taille d’un objet vous serra donné dans la même unité que celle de la taille apparente.


Voici un tableau de conversion 
(mais c’est facile à faire de tête):

cm
mm
µm
10-2m
10-3m
10-4m
10-5m
10-6m
         

1 cm = 10mm = 10000 µm
1 mm = 0,1cm = 1000 µm

3- Pour vous aider, un graphique :

Bien sur, vous n’êtes pas obligé de refaire les calculs à chaque fois. Si vous avec un minimum de connaissance sur Excel, vous pouvez fabriquer un petit programme vous permettant de calculer directement la taille d’un objet en entrant la taille apparente et le grossissement. Voici un exemple de programme avec les formules à entrer (adaptez les numéros coordonnées des cases):

  A B C B
1 Taille apparente (en mm) Grossissement Taille réelle (en mm) Taille réelle (en µm)
2     = A2/B2 = (A2/B2)*1000


Si vous voulez aller plus loin et faire plus pratique (un ordinateur pourrait prendre beaucoup de place sur votre paillasse), vous pouvez réaliser une courbe permettant de donner la taille d’un objet.


Voici ici trois exemples de courbes (celles de trois objectifs de mon microscope) :

Bien sur, vous pouvez afficher les trois courbes sur le même graphique, mais c’est moins pratique à utiliser et moins précis pour des grossissements éloignés (comme 40 et 1000 par exemple).

4- Fabrication d’une règle pour lecture directe :

Plus dur maintenant (mais plus pratique). Au lieu de prendre la taille apparente au microscope et de trouver la taille réelle, pourquoi ne pas fabriquer une règle qui vous indiquera directement la taille réelle (sans passer par la taille apparente).
-Pour commencer, mesurez la taille apparente de votre champ d’observation. Par exemple 130mm (pour mon microscope). Et calculez en fonction du votre grossissement ce que représentent 130mm, on supposera votre grossissement à 150. Dans ce ca, votre champ d’observation est de 0,87mm.
Vous n’aurez plus qu’à réaliser une règle (sur « paint » ou « Photoshop »…) ou à photographier une règle existante. Il vous restera juste à l’imprimer de telle sorte qu’elle soir graduée régulièrement à l’échelle désirée.
Par exemple pour le grossissement précédent, photographiez votre double-décimètre et réduisez la photo aux 8,7 premiers centimètres de la règle. Imprimez ensuite celle-ci de telle sorte qu’elle mesure 13cm sur la feuille. Vous pourrez alors utiliser la règle pour mesurer directement la taille des objets au microscope (une graduation qui représentait un centimètre sur la règle représentera alors 0,1 mm).


Voici les trois règles des trois objectifs de mon microscope :

 

5-Conclusion :

 
Voila.
Maintenant, vous pourrez toujours utiliser une réticule et un micromètre et passer une éternité pour mesurer un objet (ou alors simplement pour en trouver). Mais avouez que c’est franchement plus simple de mesurer les objets avec cette technique et vous pouvez en plus tout fabriquer vous-même (c’est chouette en hivers quand il n’y à rien à observer).
 


 
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