Leere Vergrößerung

Liegt das Produkt aus dem Objektivmaßstab und der Okularvergrößerung über dem 1000fachen der numerischen Apertur des Objektivs, so wirkt das mikroskopische Bild optisch leer. Die Vergrößerung wird dann nicht mehr in eine erkennbare Auflösung von Objektdetails umgesetzt.

Auflösung ] [ Vergrößerung ]

 

Leuchtfeldblende

Die Leuchtfeldblende ist eine verstellbare Irisblende und befindet sich bei Mikroskopen mit Köhlerscher Beleuchtung im Mikroskopfuß. Bei richtig eingestellter Beleuchtung wird durch diese Blende lediglich der gerade untersuchte Objektausschnitt ausgeleuchtet. Dadurch wird das Präparat vor übermäßiger Lichteinstrahlung  geschützt und die Entstehung von kontrastminderndem Streulicht minimiert.

Köhlersche Beleuchtung ]

 

 Lichtbrechung & Brechungsindex

An der Grenze zweier transparenter Medien erfährt die Richtung eines Lichtstrahls eine Änderung. Diese Erscheinung wird als Lichtbrechung bezeichnet. Lediglich bei einem senkrechten Einfall des Lichtstrahls auf die Grenzfläche der beiden Medien erfolgt keine Richtungsänderung. Die hierbei wichtigen Zusammenhänge werden durch das Brechungsgesetz beschrieben 

Brechungsgesetz

n = Brechungsindex

 

Licht, welches von einem Medium mit kleinem Brechungsindex in ein Medium mit höherem Brechungsindex übertritt, wird zum Lot hin gebrochen. Umgekehrt wird der Lichtstrahl beim Passieren der Grenze zu einem Medium mit kleinerem Brechungsindex vom Lot weggebrochen. Das Vakuum hat einen Brechungsindex von 1.

Einige Lichtbrechungsindices:

  • Vakuum
  • Luft
  • Wasser
  • Glas
  • Immersionsöl
: 1.0
: 1.0003
: ca. 1.33
: ca. 1.5-1.6
: ca. 1.515

Ein Lichtstrahl wird beim Übergang von Luft in Glas zum Lot hin gebrochen. Diesen Sachverhalt nutzt man bei der Konstruktion von Sammellinsen, welche zur Vergrößerung von Objekten eingesetzt werden können.  

[ Numerische Apertur

 

Lichtquelle

In den heute gängigen Mikroskopen kommen unterschiedliche Lichtquellen zum Einsatz. Die einfachste und am wenigsten leistungsfähige Lichtquelle ist hierbei eine mit Netzspannung betriebene Glühlampe. Derartige Lichtquellen sind für die traditionelle Hellfeldmikroskopie durchaus noch geeignet. Für höhere Ansprüche, insbesondere in Kombination mit den Kontrastverfahren, verwendet man jedoch heutzutage meist nur noch mit 6 bzw. 12 Volt betriebene Halogenlampen mit 10 bis 100 Watt Leistung. 

[ Köhlersche Beleuchtung ] [ Kontrastverfahren

 

Maßstabszahl des Objektivs

Ein Objektiv erzeugt eine reelle Abbildung des beobachteten Objekts im Bildraum des Objektivs. Deshalb lässt sich eine Strecke im Präparat auch einer Strecke im erzeugten Bild direkt zuordnen und ausmessen. Wie bei einer Landkarte spricht man deshalb im Zusammenhang mit der Objektiv-Abbildung nicht von Vergrößerung, sondern von einem Abbildungsmaßstab bzw. einer Maßstabszahl. Das Objektiv 40X besitzt somit den Abbildungsmaßstab von 40:1 bzw. die Maßstabszahl 40. Von Vergrößerung spricht man bei einer Lupe, welche kein reelles, sondern ein virtuelles Bild erzeugt. Bei den herkömmlichen Lichtmikroskopen handelt es sich um zusammengesetzte Mikroskope. Hierbei wird das durch ein Objektiv in die Zwischenbildebene projizierte reelle Bild durch das als Lupe wirksame Okular nachvergrößert.  

[ Objektiv ] [ Zwischenbildebene ]

 

Mechanische Tubuslänge

Alle Markenmikroskope sind mit sogenannter Normoptik ausgestattet. Dieser Normung unterliegt auch die mechanische Tubuslänge. Darunter versteht man den Abstand zwischen dem Anschlag des Objektivgewindes am Objektivrevolver und dem oberen Rand des Tubusstutzens. Die mechanische Tubuslänge beträgt bei gängigen Mikroskopen mit Endlich-Optik 160 mm.

[ Normoptik ]

 

Messokular

Für die mikroskopische Längenmessung benötigt man ein Messokular mit einer entsprechenden Skala. Diese Okulare werden so konstruiert, dass die Skala und das Präparat gleichzeitig scharf im Bild zu erkennen sind (Skala befindet sich auf einem Glasplättchen im Bereich der Zwischenbildebene). 

Okular ] [ Zwischenbildebene ]

 

Monokulartubus

Ein Monokulartubus ist preislich günstiger als ein Binokulartubus. Die mikroskopische Untersuchung mit lediglich einem Auge ist jedoch in aller Regel ermüdender und anstrengender als die Beobachtung mit beiden Augen.

Binokulartubus ]

 

Normoptik

Die optischen Bauteile moderner Mikroskope sind weitgehend genormt (Abgleichlänge, Objektivgewinde, Okulardurchmesser, mechanische Tubuslänge). Deshalb können die Objektive eines Herstellers prinzipiell auch mit dem Mikroskop eines anderen Herstellers verwendet werden. Dennoch ist ein derartiges Unterfangen mit einigen Fallstricken versehen, da beispielsweise  Objektive und Okulare aufeinander abgestimmt sind.

Abgleichlänge ] [ Mechanische Tubuslänge ]

 

Numerische Apertur

Die numerische Apertur beschreibt das Auflösungsvermögen eines Objektivs. Je größer ihr Wert ist, desto besser löst ein Objektiv Details im Präparat auf. Der Wert für die numerische Apertur ist den Objektiven immer aufgeprägt und kann bei den Immersionsobjektiven Werte bis maximal 1.40 erreichen. Die numerische Apertur eines Objektivs ist abhängig vom sogenannten halben Öffnungswinkel des Objektivs und dem Medium zwischen der Frontlinse des Objektivs und dem Deckglas. Diese Abhängigkeit wird durch folgende Formel dargestellt:

 

 

Folglich nimmt die durch ein Objektiv erreichbare Auflösung auch mit einer Zunahme des Brechungsindexes des Mediums zwischen der Frontlinse und dem Deckglas zu. Diesen Umstand nutzt man bei der Konstruktion von Immersionsobjektiven aus.

Auflösung ] [ Immersionsobjektiv ]

 

 

© 2000 Christian Linkenheld