Δύο κοινές μέθοδοι παρατήρησης με μικροσκόπιο
1. Παρατήρηση σκοτεινού πεδίου
Η παρατήρηση σκοτεινού πεδίου χρησιμοποιεί φωτισμό σκοτεινού πεδίου. Σε αντίθεση με την παρατήρηση φωτεινού πεδίου, το φωτιζόμενο φως δεν παρατηρείται απευθείας. ανιχνεύεται μόνο το φως που ανακλάται ή διαθλάται από το δείγμα. Ως αποτέλεσμα, το οπτικό πεδίο έχει σκούρο φόντο ενώ το δείγμα εμφανίζεται φωτεινό.
Η παρατήρηση στο σκοτεινό πεδίο βασίζεται στο φαινόμενο Tyndall στην οπτική. Τα σωματίδια σκόνης είναι αόρατα στο ανθρώπινο μάτι κάτω από άμεσο έντονο φως λόγω της διάθλασης του φωτός. Όταν το φως χτυπά λοξά τα σωματίδια, η ανάκλαση του φωτός κάνει τα σωματίδια να φαίνονται μεγεθυσμένα και ορατά.
Το ειδικό εξάρτημα που απαιτείται για την παρατήρηση σκοτεινού πεδίου είναι ένας συμπυκνωτής σκοτεινού πεδίου. Εμποδίζει τη δέσμη φωτός να περάσει κατακόρυφα προς τα πάνω μέσα από το δείγμα. Αντίθετα, ανακατευθύνει το φως για να φωτίσει το δείγμα σε λοξή γωνία. Το φωτιζόμενο φως δεν εισέρχεται απευθείας στον αντικειμενικό φακό και οι φωτεινές εικόνες σχηματίζονται από το ανακλώμενο και το διαθλαμένο φως από την επιφάνεια του δείγματος. Η ανάλυση της παρατήρησης σε σκοτεινό πεδίο είναι πολύ υψηλότερη από αυτή της παρατήρησης φωτεινού πεδίου, φτάνοντας τα 0,02–0,004 μm.
2. Μικροσκοπία αντίθεσης φάσης
Στην ανάπτυξη των οπτικών μικροσκοπίων, η εφεύρεση της μικροσκοπίας με αντίθεση φάσης αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό επίτευγμα στη σύγχρονη μικροσκοπία. Το ανθρώπινο μάτι μπορεί να διακρίνει μόνο το μήκος κύματος (χρώμα) και το πλάτος (φωτεινότητα) των κυμάτων φωτός. Για άχρωμα και διαφανή βιολογικά δείγματα, το φως διέρχεται με μικρή αλλαγή στο μήκος κύματος ή το πλάτος, γεγονός που καθιστά δύσκολη την παρατήρησή τους υπό συνθήκες φωτεινού πεδίου.
Το μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης πραγματοποιεί επιθεώρηση με βάση τη διαφορά οπτικής διαδρομής του δείγματος. Χρησιμοποιεί αποτελεσματικά την παρεμβολή του φωτός για να μετατρέψει τις διαφορές φάσης (αόρατες στο ανθρώπινο μάτι) σε διακριτές διαφορές πλάτους. Ακόμη και άχρωμες διαφανείς ουσίες μπορούν να οραματιστούν καθαρά. Αυτό διευκολύνει πολύ την παρατήρηση των ζωντανών κυττάρων, επομένως η μικροσκοπία με αντίθεση φάσης χρησιμοποιείται ευρέως με ανεστραμμένα μικροσκόπια.
Η βασική αρχή του μικροσκοπίου αντίθεσης φάσης είναι να μετατρέπει τη διαφορά οπτικής διαδρομής του ορατού φωτός που μεταδίδεται μέσω του δείγματος σε διαφορά πλάτους, βελτιώνοντας έτσι την αντίθεση μεταξύ διαφορετικών δομών και καθιστώντας τες καθαρά ορατές. Αφού περάσει μέσα από το δείγμα, το φως διαθλάται, αποκλίνει από την αρχική του διαδρομή και επιβραδύνεται κατά το 1/4 του μήκους κύματος. Μια πρόσθετη καθυστέρηση ή προώθηση μήκους κύματος 1/4 έχει ως αποτέλεσμα μια συνολική διαφορά οπτικής διαδρομής 1/2 μήκους κύματος. Οι δύο δέσμες υπερτίθενται και παρεμβάλλονται, αυξάνοντας ή μειώνοντας το πλάτος για να ενισχύσουν την αντίθεση. Δομικά, το μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης έχει δύο ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που το διακρίνουν από τα συνηθισμένα οπτικά μικροσκόπια.
