Anatomie des Mikroskops: Einführung

TEIL 1

Mikroskope sind Instrumente, die dazu dienen, vergrößerte visuelle oder fotografische Bilder kleiner Objekte zu erzeugen.Das Mikroskop muss drei Aufgaben erfüllen: ein vergrößertes Bild der Probe erzeugen, die Details im Bild trennen und die Details für das menschliche Auge oder die Kamera sichtbar machen.Zu dieser Instrumentengruppe gehören nicht nur Mehrlinsenkonstruktionen mit Objektiven und Kondensoren, sondern auch sehr einfache Einlinsengeräte, die oft in der Hand gehalten werden, wie zum Beispiel eine Lupe.

Das in Abbildung 1 dargestellte Mikroskop ist ein einfaches zusammengesetztes Mikroskop, das irgendwann in den 1660er Jahren vom britischen Mikroskopiker Robert Hooke erfunden wurde.Dieses wunderschön gefertigte Mikroskop verfügt über eine Objektivlinse in der Nähe der Probe und wird durch Drehen des Mikroskopkörpers fokussiert, um das Objektiv näher an die Probe heran oder weiter von ihr weg zu bewegen.An der Oberseite des Mikroskops ist eine Okularlinse eingesetzt, und in vielen Fällen befindet sich im Tubus eine interne „Feldlinse“, um das Sichtfeld zu vergrößern.Das Mikroskop in Abbildung 1 wird durch die Öllampe und den mit Wasser gefüllten kugelförmigen Behälter beleuchtet, der ebenfalls in Abbildung 1 dargestellt ist. Das Licht der Lampe wird beim Durchgang durch den Behälter gestreut und dann mit einer am Behälter angebrachten Linse auf die Probe fokussiert .Dieses frühe Mikroskop litt unter chromatischer (und sphärischer) Aberration, und alle bei weißem Licht betrachteten Bilder enthielten „Lichthöfe“, die entweder blau oder rot waren.

Da so viele Mikroskopbenutzer auf die direkte Beobachtung angewiesen sind, ist es wichtig, die Beziehung zwischen Mikroskop und Auge zu verstehen.Unsere Augen sind in der Lage, Farben im sichtbaren Teil des Spektrums zu unterscheiden: von Violett über Blau und Grün bis hin zu Gelb, Orange und Rot;Das Auge kann weder ultraviolette noch infrarote Strahlen wahrnehmen.Das Auge ist außerdem in der Lage, Helligkeits- oder Intensitätsunterschiede von Schwarz bis Weiß und allen Grautönen dazwischen wahrzunehmen.Damit ein Bild vom Auge gesehen werden kann, muss es dem Auge in Farben des sichtbaren Spektrums und/oder unterschiedlichen Lichtintensitätsgraden präsentiert werden.Die Augenrezeptoren der Netzhaut, die zur Farbwahrnehmung dienen, sind die Zapfenzellen;Die Zellen zur Unterscheidung der Intensitätsstufen, nicht der Farbe, sind die Stäbchenzellen.Diese Zellen befinden sich auf der Netzhaut im hinteren Teil des Augeninneren.Die Vorderseite des Auges (siehe Abbildung 2), einschließlich der Iris, der gekrümmten Hornhaut und der Linse, sind jeweils die Mechanismen, um Licht einzulassen und es auf der Netzhaut zu bündeln.

Damit ein Bild klar erkennbar ist, muss es sich in einem ausreichenden Blickwinkel auf der Netzhaut ausbreiten.Sofern das Licht nicht auf nicht benachbarte Reihen von Netzhautzellen fällt (eine Funktion der Vergrößerung und der Ausbreitung des Bildes), können wir nahe beieinander liegende Details nicht als getrennt (aufgelöst) erkennen.Darüber hinaus muss ein ausreichender Kontrast zwischen benachbarten Details und/oder dem Hintergrund vorhanden sein, um das vergrößerte, aufgelöste Bild sichtbar zu machen.

Aufgrund der begrenzten Fähigkeit der Augenlinse, ihre Form zu ändern, können die Bilder von Objekten, die sehr nah an das Auge gebracht werden, nicht auf der Netzhaut fokussiert werden.Der akzeptierte herkömmliche Betrachtungsabstand beträgt 10 Zoll oder 25 Zentimeter.

Vor mehr als fünfhundert Jahren wurden einfache Glaslupen entwickelt.Dabei handelte es sich um konvexe Linsen (in der Mitte dicker als an der Peripherie).Die Probe oder das Objekt könnte dann mithilfe der zwischen Objekt und Auge platzierten Lupe fokussiert werden.Diese „einfachen Mikroskope“ könnten das Bild auf der Netzhaut durch Vergrößerung verbreiten, indem sie den Sehwinkel auf der Netzhaut vergrößern.

Das „einfache Mikroskop“ oder die Lupe erreichte im 16. Jahrhundert mit der Arbeit von Anton von Leeuwenhoek seinen höchsten Stand der Perfektion, der einzellige Tiere (die er „Animalcules“ nannte) und sogar einige davon sehen konnte Größere Bakterien mit einem einfachen Mikroskop, ähnlich dem in Abbildung 3 dargestellten. Das von einer solchen Lupe erzeugte Bild erscheint, wenn man es nah an das Auge des Betrachters hält, so, als ob es sich auf derselben Seite der Linse befände wie das Objekt selbst.Ein solches Bild, das so wahrgenommen wird, als ob es zehn Zoll vom Auge entfernt wäre, wird als virtuelles Bild bezeichnet und kann nicht auf Film festgehalten werden.