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Lexikon der Optik: Mikroskop

Mikroskop, ein optisches Gerät mit zweistufiger Abbildung (zusammengesetztes M.), das Einzelheiten eines Objektes, die mit bloßem Auge nicht wahrnehmbar bzw. nicht auflösbar sind, durch Vergrößerung des Sehwinkels sichtbar macht. Das M. besteht mindestens aus zwei abbildenden optischen Systemen, dem Mikroskopobjektiv und dem Mikroskopokular, und der Mikroskopbeleuchtung. In der Mikrophotographie tritt an die Stelle des Mikroskopokulars das Projektiv. Zwischenabbildungssysteme können zwischen Mikroskopobjektiv und -okular angeordnet sein, z.B. Tubuslinsen bzw. Tubussysteme bei Unendlich-Optik (mikroskopische Abbildung) und Bildversetzungssysteme zur Verlagerung eines Zwischenbildes.

1) Der mechanische Aufbau des M. wird anhand schematischer Darstellungen eines Durchlichtmikroskops veranschaulicht. Abb. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau der einfachsten Art eines M. (Urform), der bereits Wesentliches erkennen läßt. In Abb. 2 ist das Schema für ein modernes Labormikroskop dargestellt. Der optische Strahlengang ist eingezeichnet und wird unter mikroskopischer Abbildung näher beschrieben. Die im Gebrauch befindlichen M. zeigen mehr oder weniger starke Abweichungen, insbesondere hinsichtlich der Beleuchtung und der Tubusgestaltung.

Das Stativ mit dem Stativfuß ist der mechanische Grundkörper des M., der zur Aufnahme der übrigen Baugruppen dient, z.B. der Beleuchtungseinrichtung, des Objekttisches und des Tubus.

Bei moderneren M. enthält der Stativfuß eine eingebaute Beleuchtung (Mikroskopbeleuchtung). Stärkere Leuchten mit höherer Leistung werden an das Stativ angesetzt (Mikroskopierleuchte). Zur Gewährleistung einer scharfen Abbildung der Leuchtfeldblende in die Objektebene ist der Kondensor (Mikroskopkondensor) mit dem Kondensorträger in Richtung der optischen Achse durch eine Fokussiereinrichtung (Kondensortrieb) verstellbar.

Der Objekttisch nimmt das Präparat auf und ermöglicht dessen Halterung sowie die Präparatverschiebung senkrecht zur optischen Achse.

Zur Aufnahme mehrerer verschiedener Objektive dient eine Objektivwechseleinrichtung, womit durch eine Rotationsbewegung (Objektivrevolver) oder Translationsbewegung (Objektivschlitten) ein schneller Wechsel zwischen den Objektiven vorgenommen werden kann.

Der Tubus (lat. "Rohr", "Röhre") ist in seiner ursprünglichen Gestalt ein rohrförmiger Fassungskörper, an dessen unterem Ende das Objektiv befestigt ist und in dessen oberes Ende das Okular gesteckt wird, wodurch Objektiv und Okular zueinander zentrisch und in einem bestimmten Abstand fixiert sind (Abb. 1). Bei modernen M. wird die Rolle des Tubus in der ursprünglichen Bauweise durch mehrere Baugruppen übernommen, die zwischen Objektiv und Okular angeordnet sind. Beispielsweise ist das in Abb. 2 dargestellte Mikroskop mit einem Winkeltubus ausgestattet, der den Strahlengang in eine für den Beobachter günstige Einblicksrichtung umlenkt. Mit der Aufteilung des Tubus in einzelne Baugruppen kann der Anwendungsbereich des M. wesentlich erweitert werden. Die Baugruppen werden nach ihrer Funktion benannt: Tubusträger, Zwischentuben (z.B. Winkeltubus, Phototubus, Kontrasttubus, Ergonomietubus), monokularer oder binokularer Tubus (als Knick- oder Schiebetubus für zweiäugige Beobachtung).

Die Fokussiereinrichtung für die Abbildungsoptik, die die Scharfeinstellung ermöglicht, bewirkt die Relativbewegung des Tubus zum Tisch. Sie besteht im allgemeinen aus Grob- und Feintrieb, die häufig koaxial angeordnet sind. In Abb. 1 wirkt der Trieb auf den Tubus. In Abb. 2 ist das Stativ mit den Tubusbausteinen fest, und der Tisch mit dem Präparat wird bewegt. Bei Verwendung von Objektiven mit unendlicher Bildweite (mikroskopische Abbildung) ist es möglich, die Fokussierbewegung allein auf die Objektive wirken zu lassen, so daß das Stativ mit den Tubusaufbauten und der Tisch starr miteinander verbunden werden können.

2) Der Strahlengang im M. wird unter mikroskopischer Abbildung beschrieben. Dort werden auch die wichtigen Begriffe Auflösungsvermögen bzw. Auflösungsgrenze und Vergrößerung des M. erläutert.

3) Verschiedene Arten der M. Neben dem bisher beschriebenen Durchlichtmikroskop gibt es noch eine große Anzahl anderer Mikroskopformen, die entweder durch Austausch bzw. Ergänzung einzelner Baueinheiten auseinander hervorgehen (Baukastensystem) oder einen besonderen Aufbau verlangen (Spezialmikroskope). Nach der Art der Mikroskopbeleuchtung unterscheidet man Durchlichtmikroskope und Auflichtmikroskope (Auflichtmikroskopie), die durch Zusatzeinrichtungen für spezielle Kontrast- bzw. Beobachtungsverfahren ergänzt werden können (Mikroskopie der Phasenstrukturen, Interferenzkontrast, Dunkelfeldmikroskopie, Fluoreszenzmikroskopie, Polarisationsmikroskopie).

Spezialmikroskope erlauben die Durchführung bestimmter Mikroskopierverfahren in besonders zweckentsprechender Weise. Oft können damit mikroskopische Messungen am Objekt durchgeführt werden. Beispiele für Spezialmikroskope sind Polarisationsmikroskop, Interferenzmikroskop, Fluoreszenzmikroskop, Photometermikroskop, Lichtrastermikroskop, Erhitzungsmikroskop, teilautomatisiertes M. z.B. für die Mikroelektronikindustrie sowie fernbedienbares M. Ein Kameramikroskop oder Photomikroskop ist ein M., das eine integrierte Kamera enthält und speziell für die Mikrophotographie mit hohem Bedienungskomfort ausgelegt ist. Für mikroskopische Untersuchungen im infraroten (IR) und ultravioletten (UV) Spektralbereich sind M. mit speziellen Strahlungsquellen, optischen Systemen und Empfängern erforderlich (Spiegelmikroskop, Infrarotmikroskopie, Ultraviolettmikroskopie).

Nach dem Umfang der Ausrüstung, der Ausbaufähigkeit sowie der Preisklasse unterscheidet man Schüler-, Kurs- bzw. Ausbildungs-, Labor- bzw. Routine- und Forschungsmikroskope sowie M. für den Einsatz in speziellen technologischen Linien (z.B. Kontrollmikroskop). technische Mikroskope.



Mikroskop 1: Prinzipieller Aufbau eines zusammengesetzten Mikroskops. 1 Stativ, 2 Stativfuß, 3 Beleuchtungsspiegel, 4 Objekttisch, 5 Objektiv, 6 Okular, 7 Tubus, 8 Fokussiereinrichtung (Trieb).



Mikroskop 2: Mikroskop für Durchlicht mit eingebauter Beleuchtung.
1: Stativ,
2: Objekttisch,
3: Tischträger,
4: Kondensorträger,
5: Kondensortrieb,
6: Triebknöpfe (Grob- und Feintrieb, koaxial),
7: Stativfuß,
8: Einbauleuchte,
9: Mattscheibe, ausschaltbar,
10: Kollektor,
11: Leuchtfeldblende,
12: Umlenkspiegel,
13: Abschlußglas mit Filterlager,
14: Aperturblende,
15: Kondensor,
16: Objektiv,
17: Objektivrevolver,
18: Winkeltubus mit Umlenkprisma und Bildversetzungsoptik,
19: gerader Tubus, binokular oder monokular,
20: Okular.

  • Die Autoren
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Dr. Volker Guyenot, Jena
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Dr. Kuno Hoffmann, Berlin
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