SyntilabMicroscopie & instruments de laboratoire

Jusqu'où voit chaque instrument

Un microscope optique bute sur 200 nanomètres, et aucune optique ne franchira ce mur. En dessous commencent les électrons, les pointes et les rayons X. Voici où s'arrête chaque famille — et pourquoi.

  1. Microscopes électroniques50pm10nmNi la longueur d'onde ni la diffraction : l'aberration sphérique et la taille de sonde.STEM corrigé en aberrations ; MEB courant, 1 à 10 nm.
  2. Microscopes à force atomique1nm30nmConvolution pointe/objet : le rayon d'apex, 5 à 15 nm, fixe le latéral.Latéral en mode contact intermittent. En vertical, l'AFM descend sous l'ångström.
  3. Microscopes à champ proche50nm200nmLe diamètre de l'ouverture, indépendant de λ : le champ évanescent ignore la diffraction.SNOM à ouverture ; le flux s'effondre en (a/λ)⁴ et plafonne l'ouverture utile.
  4. Microscopes à rayons X10nm100µmLa zone externe de l'optique diffractive : d ≈ 1,22 · Δr.Microscopie X synchrotron. Attention : taille de voxel ≠ résolution en tomographie.
  5. Microscopes optiques200nm3µmLa limite de diffraction : d = λ / 2NA. Le mur du visible, vers 200 nm.Abbe, 1873, à λ = 550 nm et NA = 1,4. La super-résolution le contourne sans le violer.
  6. Microscopes acoustiques700nm100µmDiffraction acoustique : d ≈ 0,5 λ, avec λ = c / f.À 1–2 GHz dans l'eau ; l'atténuation en f² interdit de monter plus haut.

À gauche de la verticale, aucune optique classique ne suit : la diffraction impose son mur vers 200 nm, et il faut changer de famille d'instrument pour le franchir.

Résolution latérale en usage courant, en ordres de grandeur publiés, avec pour chaque plage la base dont elle est tirée. Les records de laboratoire non reproductibles en routine restent hors plage. Syntilab ne mesure ni ne certifie aucun instrument.

  • MicroscopesFamille parente : elle contient les familles ci-dessus et couvre donc toutes leurs plages.
  • Matériel de laboratoirePas une famille d'imagerie : instruments de mesure et équipement de paillasse.

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Guides, comparatifs et principes de fonctionnement

Les instruments

Appareils en service
Microscope optique binoculaire sur une paillasse de laboratoire d'enseignement, devant une rangée d'instruments identiques.
Microscope optique binoculaireL'instrument le plus répandu du laboratoire, et le premier à buter sur le mur des 200 nanomètres.Ayaz Khan / Pexels
Tourelle porte-objectifs d'un microscope Zeiss, objectifs A-Plan 40×/0,65 et 100×/1,25 à immersion, au-dessus d'une platine mécanique.
Objectifs Zeiss A-Plan, 40×/0,65 et 100×/1,25 à immersionLe second nombre gravé sur le barillet est l'ouverture numérique. C'est lui, et non le grossissement, qui fixe la limite d'Abbe.Pavel Danilyuk / Pexels
Microscope électronique à balayage et sa console dans une salle d'instrument ; une micrographie est affichée à l'écran.
Microscope électronique à balayageÀ l'écran, une micrographie et sa barre d'échelle de 2 µm : la mesure est inscrite dans l'image elle-même.Tadeáš Bednarz, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Choisir un instrument d'observation, c'est presque toujours répondre à une seule question : est-ce que je verrai ce que je cherche ? Le grossissement ne répond pas à cette question. La résolution, si.

Syntilab rassemble 291articles en français sur les microscopes et le matériel de laboratoire, et essaie de rendre cette question lisible avant l'achat. Nous n'avons ni banc d'essai ni instrument à nous : ce que vous lirez ici vient de la littérature et des documentations constructeurs, jamais de mesures que nous aurions faites.