Introducción
Las bases de óptica en la microscopía son de suma importancia para el entendimiento del funcionamiento adecuado del microscopio en la asignatura de Biología Celular e Histología Médica. Sin el conocimiento de los principios físicos de la óptica y el comportamiento de la luz sería imposible observar el mundo microscópico —células y tejidos—.
Conocer estos conceptos básicos te permite saber qué estás viendo, por qué lo ves de ese tamaño y cuáles son las limitaciones de tu observación; por ello, serán revisados los términos de apertura numérica, límite de resolución, poder de resolución y aumento total en el microscopio fotónico.
Objetivo
Reconocer los componentes del microscopio, así como los conceptos de límite de resolución, apertura numérica, poder de resolución y aumento total, con la finalidad de realizar los cálculos correspondientes que permitan su correcta utilización en la práctica médica.
Microscopio
El microscopio es un instrumento que se utiliza para la amplificación de imágenes, el cual puede estar conformado por una lente —microscopio simple— o varias —microscopio compuesto—. El microscopio fotónico, también conocido como óptico de campo claro o de luz, es el más utilizado en el estudio de los tejidos, por lo que será el objeto de estudio de esta unidad.
Componentes del microscopio fotónico
El microscopio de campo claro está conformado por los siguientes componentes:
Acordeón vertical
- Cabezal: Parte superior del microscopio que sostiene las lentes oculares y las conecta con los objetivos.
- Revólver: Pieza giratoria que sostiene los objetivos y permite cambiar entre ellos para modificar el aumento de la imagen.
- Brazo: Estructura que conecta la base con la parte superior del microscopio. Sirve de soporte y para transportar el equipo correctamente.
- Platina: Superficie plana donde se coloca el portaobjetos con la muestra. Tiene un orificio central que permite el paso de la luz.
- Pinzas: Dispositivos metálicos situados en la platina que sujetan el portaobjetos para evitar que se mueva durante la observación.
- Tornillos macrométricos: Perillas grandes que permiten realizar el enfoque grueso desplazando la platina.
- Tornillos micrométricos: Perillas pequeñas que permiten realizar el enfoque fino.
- Base: Parte inferior que sostiene y da estabilidad al microscopio.
- Lentes oculares: Lentes ubicadas en la parte superior por donde el observador mira. Amplían la imagen formada por los objetivos —generalmente 10X—.
- Objetivo: Componente responsable de la primera amplificación de la imagen y de su resolución.
- Condensador: Sistema de lentes situado debajo de la platina que concentra y dirige la luz hacia la muestra para mejorar la iluminación y la resolución.
- Foco: Fuente de luz del microscopio —generalmente un diodo emisor de luz, LED por sus siglas en inglés, o una fuente halógena— que ilumina la muestra desde la base.
Después de conocer qué es el microscopio y reconocer sus componentes mecánicos, de iluminación y ópticos, es fundamental profundizar en el elemento que hace posible la ampliación y formación de las imágenes: la lente.
Características de las lentes y formación de imagen
El componente óptico está representado por las lentes de los oculares, objetivos y condensador. Una lente es un elemento óptico transparente, generalmente elaborado de vidrio o plástico, que utiliza la refracción —desviación de la luz al cambiar de medio— para concentrar o dispersar los rayos de luz. Su característica principal es que posee al menos una superficie curva, lo que le permite modificar la trayectoria de la luz y, por ende, formar una imagen. De forma general, una lente tiene las siguientes características:
En caso de que el objeto esté situado a una distancia focal, entonces, se formará una imagen real de tamaño superior al objeto real e invertida. Dado que la imagen del objeto se forma al otro lado de la lente, se conoce también como imagen real.
Cuando la imagen se forma en el mismo lado del objeto observado, se conoce como imagen virtual.
A continuación, se explica la formación de una imagen con la lente del:
1. Objetivo
Posterior a que la lente del condensador capta la mayor cantidad de rayos de luz para atravesar la muestra —laminilla—, el objetivo capta los rayos refractados y forma una imagen real, invertida y aumentada (RIA) con mayor resolución.
2. Ocular
La imagen RIA proyecta rayos hacia la lente del ocular, los cuales se refractan formando una imagen virtual, derecha y aumentada (VIDA), con respecto a la imagen que formó el objetivo.
3. Imagen final en el ojo
Al observar a través del microscopio, el ojo humano verá una imagen virtual, invertida y aumentada con respecto a la muestra original.
Fundamentos de resolución y aumento en microscopía
Hasta ahora, se ha revisado cómo las lentes del microscopio participan en la formación de la imagen; sin embargo, es necesario explicar por qué algunas imágenes se observan más nítidas y detalladas que otras. En los siguientes apartados, se estudiarán los factores que determinan la calidad de la imagen, como la apertura numérica, el límite de resolución, el poder de resolución y el aumento total, conceptos fundamentales para interpretar correctamente lo que se observa al microscopio.
Apertura numérica
Para entender este concepto, se definirá de forma inicial el ángulo de apertura, el cual es el ángulo del cono de luz máximo que puede ser captado por la lente frontal del objetivo, desde un punto del objeto que se está observando.
Respecto a la apertura numérica, ésta se define como la capacidad de la lente del objetivo para captar la mayor cantidad de rayos refractados provenientes del condensador. Entre mayor sea la apertura numérica, mayor será la capacidad de mostrar detalles finos en la imagen que forma. La fórmula para su cálculo es:
AN = n × seno alfa
n = índice de refracción
alfa = ángulo de apertura
El índice de refracción depende del material que se utilice para el montaje de la muestra en la laminilla.
Sustancia |
Índice de refracción |
Aire |
1 |
Agua |
1.33 |
Aceite de inmersión |
1.51 |
Vidrio |
1.52 |
La apertura numérica es directamente proporcional al aumento del objetivo. En la siguiente imagen, se aprecian los objetivos que se utilizan frecuentemente en la práctica de la histología, donde se puede ver el aumento del objetivo con su apertura numérica correspondiente. Hay constantes como el 160, que es la longitud del tubo ocular en mm y 0.17 mm, que es el grosor del cubreobjetos que se debe utilizar.
La apertura numérica máxima, 1.25, se da utilizando el objetivo 100X con aceite de inmersión; esto se explica porque al colocar el aceite se logran captar más rayos refractados desde la muestra hacia la lente del objetivo. La apertura numérica de 4X es 0.10, 10X es 0.25 y 40X es 0.65.
Límite de resolución
El límite de resolución es la distancia mínima que debe existir entre dos puntos del objeto para que se puedan visualizar como dos puntos separados. La fórmula para calcularlo es:
d = 0.61 × longitud de onda de la luz
AN
Ejemplo:
d = 0.61 × 560 nm (luz blanca)
1.25 (objetivo 100X, aceite de inmersión)
d = 273 nm o 0.2 micras
El resultado obtenido es el máximo límite de resolución que se alcanza con el microscopio de luz.
Poder de resolución
Se define como la capacidad del objetivo de poder distinguir dos puntos cercanos como dos puntos separados.
Si se observan dos puntos muy cercanos entre sí —como los puntos A y B de la imagen—, un objetivo con alto poder de resolución permitirá distinguirlos como dos estructuras separadas —buena resolución—. En cambio, si el objetivo tiene bajo poder de resolución, ambos puntos se percibirán como una sola imagen fusionada —mala resolución—.
Aumento total
El aumento total (AT) en el microscopio fotónico —u óptico— es el resultado de la multiplicación del aumento proporcionado por el objetivo que se está utilizando y el aumento del ocular —10X, que es constante—. A continuación, se muestra la fórmula:
AT = aumento del objetivo × aumento del ocular
Ejemplo:
AT = 40 × 10 = 400X
AT = 100 × 10 = 1000X
Ésta se interpreta como el número de veces que se aumenta la imagen original al observarse en el microscopio.
Conclusiones
El estudio de las bases de la microscopía permite comprender que la observación microscópica no depende únicamente del aumento, sino de principios físicos como la apertura numérica y el poder de resolución, los cuales determinan la calidad y nitidez de la imagen obtenida. Entender estos conceptos favorece una interpretación más precisa de las estructuras celulares y tisulares. Asimismo, reconocer los componentes mecánicos, ópticos y luminosos del microscopio fotónico fortalece el uso adecuado del instrumento en el laboratorio.
En conjunto, esta unidad proporciona las bases teóricas y prácticas que te permitirán utilizar el microscopio con criterio científico al integrar la teoría óptica con la práctica académica y clínica.
Actividad 1. Desafío microscópico: ¿reconoces cada parte?
En esta actividad, podrás consolidar tu aprendizaje sobre el tema y pondrás a prueba tu capacidad para identificar correctamente las partes del microscopio. Reconocer cada componente es importante para la práctica médica, ya que el manejo adecuado del microscopio es fundamental para el análisis de muestras biológicas, estudios histológicos y diagnóstico clínico. Dominar sus elementos te permitirá utilizar el equipo con seguridad, precisión y criterio profesional.
Actividad 2. Explorando la óptica del microscopio
En esta actividad, pondrás en práctica tus conocimientos sobre el funcionamiento del microscopio fotónico, con énfasis en la función de sus componentes ópticos y en las características de las imágenes que se forman durante el proceso de amplificación. A través del siguiente cuestionario, reforzarás conceptos clave que intervienen en la observación microscópica. ¡Adelante!
Autoevaluación. Cálculos ópticos
En esta actividad, aplicarás los conceptos fundamentales de la microscopía fotónica mediante la resolución de problemas relacionados con el aumento total, la apertura numérica y el poder de resolución.
El propósito de esta autoevaluación es que fortalezcas tu capacidad para interpretar y calcular parámetros ópticos, habilidades esenciales para el uso correcto del microscopio en la práctica médica.
Fuentes de información
- Brüel, Annemarie, Christensen, Erik Ilsø, Tranum-Jensen, Jørgen, Qvortup, Klaus y Geneser, Finn. (2021). Geneser histología (4.a ed.). Médica Panamericana.
- Fortoul van der Goes, Teresa I. (2025). Histología y biología celular (4.a ed.). McGraw-Hill.
- Gartner, Leslie P. (2021). Texto de histología: atlas a color (5.a ed.). Elsevier.
Cómo citar
Mondragón, Ana Ivette, Pineda, Sinaí Andrea, Ustarroz, Martha Luz, Hans, Erick Rodrigo, Rodríguez, Aarón Oswaldo y Gatica, Florina. (2026). Bases de Microscopía. Unidades de Apoyo para el Aprendizaje. CUAED/Facultad de Medicina-UNAM. (Vínculo)