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Das Lichtmikroskop

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Aufbau

Lichtmikroskop mit Beschriftung

Dieses Photo zeigt ein Lichtmikroskop der Firma Beck aus Kassel

Dieses schöne Lichtmikroskop habe ich mir im Alter von 16 Jahren direkt bei der Firma Christian Beck & Söhne in Kassel gekauft, die es heute leider nicht mehr gibt. Zur Zeit überlege ich mir, ob ich mein schönes Mikroskop aufrüste, und zwar mit einem USB-Okular bzw. mit einer Okularkamera mit USB-Anschluss. An der Schule, an der ich unterrichte, haben wir kürzlich von unserem Verein der Freunde und Förderer 20 neue Olympus-Mikroskope finanziert bekommen, sogar mit binokularem Tubus.

Bau und Funktion der Teile

(von oben nach unten)

Stativ (Griff). Dieser Teil des Mikroskops dient als Halterung für Tubus und Objektivrevolver und außerdem zum Transportieren des Mikroskops. Das Mikroskop wird mit der einen Hand am Griff angefasst, die andere Hand wird als Absicherung unter den Fuß gehalten.

Grobtrieb. Der Grobtrieb ist ein großes Rad, mit dem man den Abstand zwischen dem Objekttisch mit dem Objekt und dem Objektiv verstellen kann, um die Bildschärfe zu regulieren.

Feintrieb. Ein kleines Rädchen, mit dem man den Abstand zwischen Objekt und Objektiv sehr fein regulieren kann. Zunächst stellt man die Schärfe mit dem Grobtrieb ungefähr ein, dann reguliert man mit dem Feintrieb nach, bis das Bild scharf ist.

Okulare. Die Okulare sind herausnehmbare Linsensysteme, die meistens aus zwei Linsen bestehen. Die Okulare vergrößern das bereits von den Objektiven vergrößerte Bild noch einmal um den Faktor 5, 10, 12, 15 oder 20. Die Okular-Vergrößerung wird mit der Objektiv-Vergrößerung multipliziert, um die endgültige Vergrößerung des Mikroskops zu erhalten. Kombiniert man etwa ein 12er Okular mit einem 40er Objektiv, so erhält man eine 480fache Vergrößerung. Ein 15er Okular mit einem 100er Objektiv führt sogar zu einer 1500fachen Vergrößerung.

Ein Okular kann durch eine Videokamera oder durch einen Photoapparat ersetzt werden, so dass man sich die Bilder direkt am Computer ansehen und auch abspeichern kann. Es gibt inzwischen auch spezielle USB-Okulare, die man in den Tubus einsetzen kann, so dass man keine Kamera mehr benötigt, um die Bilder am PC zu betrachten.

Tubus. Wörtlich übersetzt heißt Tubus so viel wie "Röhre". Der Tubus dient zur Aufnahme eines Okulars. Neben dem einfachen Tubus (Monokulartubus) gibt es auch den Binokulartubus, der aus zwei Tuben besteht, wofür man dann auch zwei gleiche Okulare benötigt. Der Binokulartubus erlaubt das Sehen mit beiden Augen, was die Augen beim Mikroskopieren stark entlastet. Ein stereoskopisches 3D-Sehen ist mit einem Binokulartubus allerdings nicht möglich; beide Tuben zeigen das gleiche Bild, da nur ein Objektiv verwendet wird. Will man stereoskopisch mikroskopieren, benötigt man ein Stereomikroskop mit zwei Tuben und zwei Objektiven. Solche Stereomikroskope vergrößern aber nicht so stark wie ein "richtiges" Mikroskop und dienen hauptsächlich zum Betrachten größerer Objekte wie zum Beispiel Wasserflöhe.

Revolver. Wörtlich übersetzt heißt "Revolver" so viel wie "Dreher". Der Revolver dient zum schnellen Wechseln der Objektive. Ein normaler Revolver kann vier Objektive erfassen.

Objektive. Die Objektive sind eigentlich der wichtigste und oft auch teuerste Teil des optischen Systems - ähnlich wie die Objektive einer Spiegelreflexkamera. Ein Objektiv ist ein hochempfindliches Linsensystem, das für die Primärvergrößerung des Objektes verantwortlich ist. Einfache Objektive vergrößern das Objekt 5x, 10x oder 20x, stärkere (und teurere) Objektive sogar 40x, 60x oder 100x.

Die Frontlinsen eines Objektivs sind sehr empfindlich, und wenn man ungeschickt mikroskopiert, stoßen sie des öfteren mit dem Deckglas des Präparats zusammen, was gar nicht gut für die Linse ist. Bei den 5er, 10er oder 20er Objektiven kann das nicht passieren, sie sind recht kurz und können daher nicht auf das Objekt stoßen. Die 30er, 40er, 60er und 100er Objektive dagegen sind recht lang, und wenn man beim Scharfstellen nicht aufpasst, stoßen die Frontlinsen auf das Objekt. Aus diesem Grund enthalten solche Objektive auch eine Feder, so dass die Frontlinse etwas nachgeben kann, wenn es zu einem solchen Zusammenstoß kommt.

Ein normales Mikroskop besitzt drei Objektive, meistens ein 5er, ein 10er oder 20er, und ein 40er. Bessere Mikroskope besitzen als viertes Objektiv noch ein 80er oder ein 100er.

Damit man die Objektive leichter wechseln kann, befinden sie sich an einem drehbaren Revolver.

Objekt. Das Objekt ist zwar kein Teil des Mikroskops (bei manchen Schülermikroskopen werden aber fertig präparierte Objekte mit in die Geschenkpackung gelegt), soll der Vollständigkeit halber aber hier erwähnt werden. Bei der Durchlichtmikroskopie (also der in der Schule üblichen normalen Mikroskopie) muss das Objekt sehr dünn sein, damit genügend Licht hindurch fällt.

Kreuztisch. Ein mechanisches System, welches das bequeme Navigieren des Objektes erlaubt. Der Objektträger wird in die Klemmen des Kreuztisches eingespannt, und mit zwei Schrauben kann das Objekt nach links und rechts bzw. nach vorne und hinten bewegt werden. Wer geschickt ist, kann beide Schrauben gleichzeitig mit einer Hand bedienen, so dass er mit der anderen Hand den Grobtrieb und den Feintrieb bedienen kann, um beispielsweise ein Wimperntierchen zu verfolgen, das in dem Wassertropfen hin- und herschwimmt und sich dabei auch in unterschiedlichen Entfernungen vom Objektiv befindet, so dass dauernd neu scharfgestellt werden muss.

Objekttisch. Der Objekttisch ist eine massive quadratische Platte mit einem Loch in der Mitte. Unter dem Loch sitzt der Kondensor. Der Objektträger mit dem Objekt wird auf den Objekttisch gelegt bzw. in die Klemmen des Kreuztisches eingespannt. Das Licht fällt durch den Kondensor und wird von diesem gebündelt durch das Loch von unten auf das Objekt geleitet.

Kondensor. Ein aus ein oder zwei Sammellinsen sowie einer verstellbaren Blende bestehendes System. Das Licht, das von der Lichtquelle ausgestrahlt wird, wird vom Kondensor auf das zu betrachtende Objekt gebündelt, so dass dieses hell ausgeleuchtet ist. Spezialkondensoren erlauben Mikroskopierverfahren wie Dunkelfeld oder Phasenkontrast.

Lichtquelle. Während man früher Hohlspiegel oder einfache Glühbirnen als Lichtquelle verwendet hat, werden heute auch schon weiße LEDs zur gleichmäßigen und hellen und vor allem auch wärmefreien Ausleuchtung des Objektes eingesetzt. Die Helligkeit der Lichtquelle sollte man über einen Dimmer stufenlos regulieren können; die Blende des Kondensors sollte eigentlich nicht zur Regulation der Helligkeit verwendet werden.

Auf der Seite Lichtmikroskop.net gibt es sehr viele interessante Informationen rund um das Lichtmikroskop. Sehr empfehlenswert, diese Seite!

Lichtmikroskop und Digitalkamera

Mit einer modernen Kompaktkamera kann man auf sehr einfache Weise schöne mikroskopische Aufnahmen machen - eine Spiegelreflexkamera eigenet sich dagegen nicht dafür, da die Frontlinse des Objektivs zu groß ist. Die Fontlinse einer Kompaktkamera passt jedoch von der Größe her gut auf die Frontlinse des Okulars, und wenn man beide Linsen parallel ausrichtet, kann man auf dem Kameradisplay sehr gut sehen, was sich gerade auf dem Objektträger tut. Sogar Videos kann man mit diesem Verfahren drehen.

Dieses Bild habe ich im Unterricht mit einer Kompaktkamera aufgenommen.

Hier können Sie ein Video downloaden, das ich mit der gleichen Kompaktkamera gefilmt habe (ohne Stativ oder vergleichbare Vorrichtung, was natürlich besser gewesen wäre).

Ergänzung 2018:

Fast jeder Schüler und jede Schülerin besitzt heute ein Smartphone, und oft gelingt es ihnen, auch mit der eingebauten Kamera des Smartphones schöne mikroskopische Aufnahmen zu machen. Ganz einfach ist das nicht, meistens sind mehrere Versuche nötig, aber mit einiger Geduld klappt es - allerdings nicht bei jedem Smartphone.