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Häufig gestellte Fragen zu Mikroskopen – und die Antworten


Bei den ersten Berührungen mit einem Mikroskop kommen häufig kleine bis größere Verständnisprobleme auf. Wenn Sie sich also kürzlich ein Mikroskop gekauft haben, dürfte es mit Sicherheit die eine oder andere ungeklärte Frage geben. Welche Vergrößerungen brauche ich? Spielt das Sehfeld tatsächlich eine Rolle? Warum brauche ich zusätzliche Okulare? Wir haben ein paar Antworten auf besonders häufig gestellte Fragen zusammengestellt, damit Sie von Anfang an Bescheid wissen. Diese Informationen dürften auch nicht nur für Leute interessant sein, die bereits ein Mikroskop besitzen, sondern auch für diejenigen unter Ihnen, die sich gerade mit dem Gedanken an den Kauf eines solchen optischen Instrumentes tragen.

  1. Warum ist es wichtig, eine Beobachtung zunächst mit nur vierfacher Vergrößerung zu beginnen?
  2. Wie setzt man ein Mikroskop als Messwerkzeug ein?
  3. Wie berechnet man die Vergrößerung eines Mikroskops?
  4. Was hat die Vergrößerung eines Mikroskops mit der Brennweite zu tun?
  5. Wie nimmt man Fotos durchs Mikroskop auf?
  6. Was ist der Unterschied zwischen schwachen und starken Mikroskopen?
  7. Wir suchen nach einem Ausbildungsmikroskop. Ist es besser, ein Modell mit drei oder mit vier Objektiven zu kaufen?
  8. Was ist Dioptrienausgleich?
  9. Was ist das Sehfeld eines Mikroskops?
  10. Was ist der Unterschied zwischen achromatischen, planachromatischen, semi-/halbachromatischen und apochromatischen Objektiven?
  11. Kann ich Bakterien unter dem Mikroskop sehen?

"Warum ist es wichtig, eine Beobachtung zunächst mit nur vierfacher Vergrößerung zu beginnen?"

Bei einem typischen optischen Mikroskop kommen meist drei oder vier Objektive zum Einsatz, mit 4-, 10-, 40- und 100-facher Vergrößerung (100-fach mit Ölimmersion). Vierfach-Objektive liefern eine nur sehr geringe Vergrößerung; daher können Sie einen großen Ausschnitt der Probe auf einmal betrachten. So können Sie den Ausschnitt auf Anhieb finden, den Sie später in hoher Vergrößerung betrachten möchten. Wenn Sie den gewünschten Ausschnitt gefunden haben, rücken Sie diesen in die Mitte des Sehfeldes, wechseln dann zu einem Objektiv mit höherer Vergrößerung. Auf diese Weise finden Sie den Bereich Ihres Interesses auf Anhieb. Wenn Sie gleich mit einer hohen Vergrößerung beginnen, ist dies schon deutlich schwieriger.

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"Wie setzt man ein Mikroskop als Messwerkzeug ein?"

Mit einem Mikroskop können Sie auch die Größe einer Probe ermitteln. Dazu müssen Sie das Mikroskop jedoch zuerst einmal kalibrieren. Zu diesem Zweck benötigen Sie eine im Okular des Mikroskopes integrierte Mikrometerskala (auch Strichplatte und ähnlich genannt) und eine Messskala auf dem Objekttisch. Die Strichplatte verfügt bereits über entsprechende Unterteilungen, allerdings können Sie diese nicht direkt zum Messen der Proben einsetzen. Nehmen wir einmal an, die Skala am Objekttisch hat eine Auflösung von 0,01 mm, es gibt also einen Abstand von 0,01 mm von Markierung zu Markierung. Wenn Sie die Skala am Objekttisch nun mit der Skala im Okular in Deckung bringen, werden Sie sehen, dass die X-Unterteilungen der Okularskala zu den Y-Unterteilungen der Objekttischskala passen. Daher entspricht jede Unterteilung der Okularskala im Sehfeld Y : X mm (Y geteilt durch X). Berechnungen wie diese müssen Sie bei jeder möglichen Kombination aus Okular und Objektiv erneut vornehmen, da unterschiedliche Kombinationen natürlich auch unterschiedliche Vergrößerungen ergeben.

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"Wie berechnet man die Vergrößerung eines Mikroskops?"

Zum Berechnen der Mikroskopvergrößerung multiplizieren Sie einfach die Vergrößerung des Okulares mit der Vergrößerung des Objektivs. Je nach eingesetzten Linsen liefert ein typisches Mikroskop mit 4-, 10-, 40- und 100-fach vergrößernden Objektiven und einem Objektiv mit 10-facher Vergrößerung also die Vergrößerungsfaktoren 40, 100, 400 und 1000. Dasselbe Prinzip gilt auch bei Stereomikroskopen. Einige Stereomikroskope sind mit Objektiven ausgestattet, die eine variable Vergrößerung im Bereich 0,75- bis 7,5-fach ermöglichen. Die Gesamtvergrößerung des Mikroskops mit einem 10-fach vergrößernden Okular reicht daher von 7,5- bis 75-fach, beim Einsatz eines 25-fach vergrößernden Okulares ergibt sich eine Gesamtvergrößerung von 18,75- bis 187,5-fach.

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"Was hat die Vergrößerung eines Mikroskops mit der Brennweite zu tun?"

Bei der Mikroskopie wird der Abstand zwischen Objektivlinse und der Oberseite des beobachteten Objektes als Brennweite bezeichnet. Die Brennweite sagt aus, wie stark ein optisches System Lichtstrahlen konzentriert und fokussiert. Allgemein gilt: Je höher die Vergrößerung, desto kürzer die Brennweite.

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"Wie nimmt man Fotos durchs Mikroskop auf?"

Zum Fotografieren durch das Mikroskop gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Viele moderne Mikroskope sind mit integrierten Digitalkameras ausgestattet, die sich per USB-Kabel an den PC anschließen lassen. Mit solchen Mikroskopen gestalten sich Fotos sehr einfach und bequem. Allerdings können Sie natürlich auch Fotos aufnehmen, wenn Sie ein Mikroskop ohne integrierte Digitalkamera besitzen. Dazu gibt es vielfältige Mikroskopkameras, die anstelle des Okulares eingesetzt werden. Mit einem speziellen Adapter können Sie auch Kompaktkameras bis hin zu Spiegelreflexkameras (DSLR) an Ihr Mikroskop anschließen. Kompaktkameras werden so installiert, dass ihr Objektiv wie das menschliche Auge durch das Mikroskopokular sieht. Bei Spiegelreflexkameras wird das Kameraobjektiv abgenommen und durch einen speziellen Okularadapter ersetzt.

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"Was ist der Unterschied zwischen schwachen und starken Mikroskopen?"

Diese Frage lässt sich nicht ohne Weiteres beantworten, da es hier nicht wirklich eine eindeutige Definition gibt. Beispielsweise sind optische Mikroskope, also Lichtmikroskope gewöhnlich mit vier Objektiven ausgestattet: Objektive mit 4- und 10-facher Vergrößerung kann man auch als schwache, solche mit 40- und 100-facher Vergrößerung auch als starke Objektive bezeichnen. Die Begriffe „schwach“ und „stark“ beziehen sich hier rein auf den Vergrößerungsfaktor. Eine Gesamtvergrößerung (mit 10-fach vergrößerndem Okular) unter 400-fach kann man als schwach, Vergrößerungen über 400-fach als stark bezeichnen. Ein „normales“ Mikroskop (mit nur einem Okular) liefert gewöhnlich eine höhere Vergrößerung als ein Stereomikroskop (da es recht schwierig ist, die beiden Okulartuben, also die Rohre, in denen die Okulare stecken, so zu fertigen, dass sie bei hoher Vergrößerung exakt auf denselben Punkt zeigen). Daher werden Stereomikroskope nicht selten als schwache, normale Mikroskope als starke Modelle bezeichnet.

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"Wir suchen nach einem Ausbildungsmikroskop. Ist es besser, ein Modell mit drei oder mit vier Objektiven zu kaufen?"

Wie so oft: Dies hängt davon ab, was genau Sie damit vorhaben. Einfache Ausbildungsmikroskope sind oft mit einem vierten Objektiv ausgestattet – einem speziellen Objektiv zur 100-fachen Vergrößerung mit Ölimmersion. Wenn Sie ein solches Objektiv mit einem 10-fach vergrößernden Okular einsetzen und die Ölimmersionstechnik anwenden, können Sie eine 1000-fache Vergrößerung erreichen. Die 1000-fache Vergrößerung ermöglicht natürlich eine sehr detaillierte Beobachtung des Objektes. Allerdings kommt es bei solch hohen Vergrößerungen auch immer zu gewissen Schwierigkeiten; beispielsweise beim Scharfstellen. Dazu ist die Ölimmersionstechnik erforderlich, die eines gewissen Aufwandes bedarf. Hinzu kommt, dass die dazu nötigen Objektive nicht gerade billig sind. Bei 400-facher Vergrößerung können Sie Ihren Objekten zwar nicht ganz so detailliert auf den Grund gehen wie bei 1000-facher Vergrößerung. Allerdings gibt es keine nennenswerten Schwierigkeiten beim Scharfstellen, Sie brauchen kein Immersionsöl – und sparen obendrein eine Menge Geld.

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"Was ist Dioptrienausgleich?"

Mit dem Dioptrienausgleich können Sie ein Okular unabhängig vom anderen scharfstellen, damit Sehstärkenunterschiede zwischen Ihren beiden Augen ausgleichen. Bei richtigem Dioptrienausgleich können Sie mühelos und unbeschwert auch längere Zeit beobachten.

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"Was ist das Sehfeld eines Mikroskops?"

Das Sehfeld ist der beleuchtete kreisförmige Bildausschnitt, den Sie durch das Okular sehen. Je höher die Vergrößerung, desto kleiner wird das Sehfeld. Wenn Sie das Sehfeld Ihres Mikroskops einmal ausmessen möchten, legen Sie ein transparentes Lineal auf den Objekttisch und zählen die Millimeter von einem Rand des sichtbaren Bereiches zum anderen.

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"Was ist der Unterschied zwischen achromatischen, planachromatischen, semi-/halbachromatischen und apochromatischen Objektiven?"

Die Hauptunterschiede bestehen in Bauart, Bildqualität und Beobachtungsverfahren.
Achromatische Objektive sorgen für geringere sphärische und chromatische Aberration, also geringere Bildwölbung und weniger Farbfehler. Bei diesem Objektivtyp werden gewöhnlich 65 % des Sehfeldbereiches in der Mitte scharf abgebildet. Das Bild kann einen bläulich-rötlichen Farbstich aufweisen.
Planachromatische Objektive korrigieren Farbfehler. Obendrein liefern diese ein flaches Sehfeld, damit ein äußerst scharfes Bild im gesamten Betrachtungsbereich. Solche Objektive eignen sich hervorragend für die Makrofotografie.
Semi- oder halbachromatische Objektive liefern nur eine durchschnittliche Bildqualität (im Vergleich mit achromatischen und planachromatischen Objektiven). Die optischen Elemente dieser Objektive enthalten Fluorit, können damit auch bei der Fluoreszenzmikroskopie eingesetzt werden.
Apochromatische Objektive liefern (verglichen mit achromatischen Objektiven) ein schärferes, farbgetreueres Bild. Dies wird durch ihre Abstimmung auf ein breiteres Lichtspektrum erreicht.

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"Kann ich Bakterien unter dem Mikroskop sehen?"

Nein, zumindest nicht mit einem Amateurmikroskop. Dies liegt schlicht daran, dass diese Objekte einfach zu klein sind. Bakterien lassen sich nur mit Mikroskopen beobachten, die eine mindestens 1200-fache Vergrößerung erbringen; zusätzlich müssen die Proben angefärbt werden. Sie benötigen also ein sehr leistungsstarkes Mikroskop, zusätzlich müssen Sie die Proben speziell vorbereiten. Natürlich gibt es auch wahre Riesen unter den winzigen Bakterien, die bereits bei 900-facher Vergrößerung sichtbar werden. Dummerweise leben diese so weit unten in der Tiefsee, dass man kaum an sie herankommt.

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