Christian Linkenheld
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Nachfolgend wollen wir die Abbeschen Versuche zur Bildentstehung im Mikroskop soweit möglich an einem normalen Mikroskop für Durchlicht nachvollziehen. Es genügt zunächst, wenn Sie sich die folgenden Darstellungen und Erläuterungen einfach anschauen. Wenn Sie selbst einmal Versuche zur Bildentstehung im Mikroskop durchführen wollen können Sie sich an den folgenden Ausführungen orientieren.

Ernst Abbe verwendet für seine Untersuchungen Spezialanfertigungen wie den Abbeschen Beleuchtungsapparat, den Diffraktionsapparat und die Diffraktionsplatte. In der Regel stehen diese Teile heute nicht mehr zur Verfügung. Man gelangt aber zu den gleichen grundlegenden Resultaten, wenn man ein Mikroskop mit folgender Ausstattung verwendet:

  • Kondensor mit einer verstellbaren Irisblende in der objektseitigen Brennebene.
    Dieses Bauteil gehört heute zur Grundausstattung jedes Mikroskops für Durchlicht.
  • Objektiv mit verstellbarer Irisblende in dessen bildseitiger Brennebene.
    Objektive mit eigener Irisblende werden für spezielle Verfahren benötigt und sind als Sonderzubehör zu den gängigen Mikroskopen erhältlich.

 

Versuchsanordnung für die Untersuchung der Bildentstehung im Durchlichtmikroskop
   

 

Die Blende des Kondensors wird für alle folgenden Versuche fast völlig geschlossen. Die dann vorliegenden Verhältnisse entsprechen näherungsweise einer punktförmigen Lichtquelle im Brennpunkt des Kondensors und man erhält das bereits erwähnte "gerade Durchlicht".

Als Präparat wird eine so genannte Diatomeen-Testplatte verwendet.


Testplatte mit verschiedenen Diatomeen

Diatomeen-Testplatte
Diatomeen (=Kieselalgen) sind einzellige Organismen, die über eine starre Schale aus amorpher Kieselsäure verfügen. In dieser Schale befinden sich Perforationsmuster.


 

Diatomeen-Testplatte unter dem Mikroskop
   

 

Diatomeenschalen wurden schon früher verwendet um das Auflösungsvermögen der mikroskopischen Optik zu überprüfen. Auf einem Objektträger befinden sich hierbei Schalen unterschiedlicher Arten mit jeweils spezifischer Strukturierung. Diese Strukturen erfordern ein bestimmtes Auflösungsvermögen des Objektivs. Ein derartiger Objektträger mit Schalen der Kieselalgen wird als "Testplatte" bezeichnet. Die hier verwendete Testplatte mit 5 Formen ist für etwa 30€ im Handel für mikroskopisches Zubehör erhältlich.

Im nachfolgend dargestellten Versuch wird untersucht, welche Auswirkung das Schließen der Objektivblende auf das mikroskopische Bild hat.

 

Ausblenden des "gebeugten Lichts" in der Austrittspupille des Objektivs
   

 


Am Rande bemerkt:

Vermutlich haben Sie schon irgendwann durch ein Mikroskop geschaut. Normalerweise erblicken Sie dann das mikroskopische Zwischenbild und nie die Austrittspupille des Objektivs. Sie werden aber noch öfter sehen, dass die Austrittspupille des Objektivs für viele mikroskopische Verfahren von großer Bedeutung ist. Deshalb gibt es für die gängigen Mikroskope verschiedene Zusatzeinrichtungen, die den Strahlengang so modifizieren, dass beim Blick in das Mikroskop nicht das Zwischenbild, sondern die Brennebene bzw. die Austrittspupille des Objektivs sichtbar werden. Die hier verwendete Methode bedient sich einer so genannten "Bertrandlinse", mit welcher beim Blick durch das Mikroskop die Austrittspupille statt des Zwischenbildes sichtbar wird. Man kann diese Linse durch eine Wechselvorrichtung ein- und ausschwenken und so wahlweise das Zwischenbild oder die Brennebene des Objektivs mit betrachten.


Binokulartubus mit Hilfsmikroskop

Wenn Sie selbst einmal einen Blick auf die Austrittspupille des Objektivs werfen wollen können Sie dies, wenn Sie einfach das Okular entfernen und dann in den Tubus blicken. Allerdings sehen Sie dann nur ein kleines und wenig deutliches Bild der Austrittspupille. Bequemer und deutlicher erkennbar wird die Angelegenheit jedoch durch die Verwendung eines "Hilfsmikroskops". Dies ist ein spezielles Okular, dessen Augenlinse so verstellt werden kann, dass man statt des Zwischenbildes die Austrittspupille des Objektivs scharf und deutlich sieht.



 

Die Objektivblende bestimmt den effektiven Öffnungswinkel des Objektivs
   

 

Dieser Versuch bestätigt zunächst die bereits zum Mitte des 19. Jahrhunderts bekannte Beobachtung, dass das Auflösungsvermögen eines Objektivs von dessen Öffnungswinkel abhängt. Die Ursache für diesen Zusammenhang zwischen Öffnungswinkel und Auflösungsvermögen wird zumindest in groben Zügen ebenfalls erkennbar:

Im gebeugten Licht sind offensichtlich wesentliche Informationen über das Präparat enthalten. Je größer nun der Öffnungswinkel eines Objektivs ist, desto größer ist der Anteil des an den Präparatstrukturen gebeugten Lichts, der vom Objektiv aufgenommen werden kann.