Die verschiedenen Modelle der Lichtmikroskope
Moderne Lichtmikroskope werden meist nach der Anzahl der Okulare und Objektive unterteilt: Das Binokular-Mikroskop wird häufig als Labormikroskop eingesetzt, es ist mit zwei Okularen und einem Objektiv ausgestattet. Mit Fototubus kommt es als Trinokular-Mikroskop in der Mikroskopfotografie zum Einsatz.
Das Stereo-Mikroskop ist ein spezielles Lichtmikroskop, es besitzt zwei Okulare und zwei Objektive, die allerdings zu einem Hauptobjektiv zusammengelegt sein können.
Funktion Stereo-Mikroskop
Stereo-Mikroskope bilden in jedem Auge je ein eigenes Bild des Objektes ab. Beide Augen sehen das Präparat aus einem etwas unterschiedlichen Winkel, so dass ein Stereo-Effekt eintritt. Das menschliche Gehirn kombiniert die beiden Bilder zu einem einzigen Bild mit einiger Tiefe, so entsteht ein fast räumlicher Eindruck. Durch den großen Zoombereich und die weite Tiefenschärfe eignen sie sich ideal zur Edelstein-Untersuchung. Mit ihnen werden innere Eigenschaften beobachtet und äußere Merkmale wie Schliff und Politur kontrolliert. Ein weiteres Einsatzfeld ist die Qualitätskontrolle von Elektronik-, Feinmechanik- und Kunststoffprodukten.
Funktion Binokular-Mikroskop
Das Binokular-Mikroskop erzeugt ein Bild mit nur einem Objektiv und macht dieses für beide Augen sichtbar, es erlaubt jedoch kein räumliches Betrachten des Objektes. Binokular-Mikroskope sind ideal für biologische Untersuchungen, dazu zählen besonders das Mikroskopieren von kontrastarmen Objekten, z.B. die Beobachtung von Mikroorganismen oder rote Blutkörperchen, oder die Blutuntersuchung nach Enderlein. Ebenfalls wird es genutzt, um verschiedene Zellstrukturen zu identifizieren oder Wasseranalyse (Hydrobiologie) in Gewässern und Klärwerken durchzuführen.
Die Okulare der Mikroskope
Das mikroskopische Bild wird zuerst vom Objektiv vergrößert, fällt durch den langen Tubus, ehe es auf das Okular trifft. Okulare sitzen dem Auge am nächsten, die optische Wirkung ist vergleichbar mit einer Lupe, es verstärkt den Vergrößerungseffekt des Objektivs, aber verbessert nicht die Auflösung. Das Okular besteht in der Regel aus folgenden Komponenten: Austrittspupille (Ramsdenscher Kreis), Augenlinse, Sehfeldblende und Feldlinse.
Eines der Linsensysteme ist dem Auge zugewandt (Augenlinse). Das zweite Linsensystem sitzt häufig am unteren Ende des Okulars (Feldlinse) und dient der Vergrößerung des Gesichtfeldes. Im Okular ist außerdem eine Lochblende angebracht, in deren Öffnung das Zwischenbild entsteht. Ein Okular projiziert in Verbindung mit dem optischen System des Auges ein Bild auf die Netzhaut. Bedingung dafür ist, dass Austrittspupille des Okulars und Eintrittspupille des Auges übereinstimmen. Das Okular wirkt vergrößernd.
Die Objektive – Seele des Mikroskops
Die Bildqualität eines Mikroskops hängt hauptsächlich von der Qualität der Objektive ab. Das Objektiv ist das Teil, das dem zu untersuchenden Präparat am nächsten ist.
Es stellt somit die erste Stufe der optischen Vergrößerung dar und ist auch für die Auflösung des Mikroskops verantwortlich. Am drehbaren Objektiv-Revolver sind die Objektive meist in ansteigender Maßstabszahl geordnet. Das bedeutet, dass die Objektive immer länger und der Abstand zum Objekt immer kleiner werden. Wird die Betrachtung mit der geringsten Vergrößerung begonnen, kann das Untersuchungsobjekt mittig positioniert werden und der Objektiv-Revolver immer weiter auf die jeweilig nächste Vergrößerungsstufe gedreht werden.
Objekttisch und Kondensor
Der bewegliche Tisch kann in x- und y-Richtung verschoben werden. Er hat ein Loch in der Mitte, darunter sitzt der Kondensor. Dieser wirkt quasi wie eine Blende, bündelt das Licht, um das Präparat möglichst gleichmäßig auszuleuchten. Damit kann eine bestmögliche Abbildung in den Strahlengang geleitet werden.
Mit dem Fein- und Grobtrieb ist es möglich, die Höhe des Objekttisches zu verändern, sodass das Objekt exakt betrachtet werden kann.
Der Grobtrieb ist ein großes Rad und dient dazu schnell und grob das Objekt zu erfassen, die Bewegung erfolgt um Zentimeter. Zunächst stellt man die Schärfe mit dem Grobtrieb ungefähr ein, dann reguliert man mit dem Feintrieb nach, bis das Bild scharf ist.
Die Beleuchtung des Mikroskops
Die Art der Mikroskopuntersuchung bestimmt, welches Mikrokopierlicht verwendet wird. In der biologischen und medizinischen Mikroskopie wird das Licht üblicherweise zuerst durch das Präparat geschickt, bevor es durch das Objektiv dringt. Diese mikroskopische Untersuchung wird Durchlichtbeleuchtung genannt.
Für die Durchlichtbeleuchtung werden meist eingebaute Lichtquellen genutzt. Die verbaute Halogen-Beleuchtung mit 6V/20 Watt liefert genügend Helligkeit für die Beobachtung mit Durchlichtbeleuchtung, wie z.B. der Köhlerschen Beleuchtung. Ebenfalls ermöglicht diese Beleuchtung andere gängige Untersuchungen wie Hellfeld, Dunkelfeld, Phasenkontrast, Differentieller Interferenzkontrast (DIC) und Polarisation.
Weitere mikroskopische Beleuchtungsarten
Wenn komplexe Untersuchungsmethoden gefragt sind, wie z.B. LED-Auflicht-Fluoreszenz oder komplexe Phasenkontrast-Untersuchungen reicht die eingebaute Beleuchtung häufig nicht aus. Auch für die Mikroskopfotografie ist oft eine differenzierbare, helle, punktgenaue Beleuchtung nötig. In diesen Fällen kommen andere Beleuchtungseinrichtungen zum Einsatz.
Für eine sehr helle, gleichmäßige Ausleuchtung empfehlen sich Ringlichtbeleuchtungen. Ringlichter, direkt am Objektiv montiert, zeichnen sich durch geringe Wärmeentwicklung (Infrarot-Anteil) gegenüber der Niedervoltleuchte aus. Das LED-Licht ist ideal für die Lebendmikroskopie und bei wärmeempfindlichen Objekten. Mit ihnen ist die 360° Rotation möglich, wodurch verschiedenste Bestandteile oder Beschaffenheiten der Probe hervorgehoben und sichtbar gemacht werden.
Die Spotlichtbeleuchtung mit beweglichen Schwanenhälsen wird für eine kontrastreiche Ausleuchtung gewählt und bietet eine hohe Flexibilität in der Beleuchtung. Sie ist sehr lichtstark und der Beleuchtungswinkel ist frei einstellbar. Im Gegensatz zum Ringlicht sind hier sehr steile oder sehr flache Winkel möglich. Ringlichter und Kaltlicht-Spotbeleuchtungen empfehlen sich auch für die Mikrofotographie und für flackerfreie Videoaufnahmen.
Die Phasenkontrast-Mikroskopie
Ein Phasenkontrastmikroskop macht unsichtbare Phasenverschiebungen für unser Auge in wahrnehmbaren Helligkeitsunterschieden sichtbar. Es wird eingesetzt für die Beobachtung von Zellen, die im normalen Lichtmikroskop nahezu unsichtbar sind. Anwendung findet sie auch in diagnostischen Verfahren.
Eine Phasenkontrasteinrichtung besteht aus verschiedenen Teilen: einem speziellen Kondensor mit wechselbaren Blenden (diese erzeugen einen Lichtring) sowie speziellen Objektiven mit einer ringförmigen Beschichtung. Diese beschränkt den Lichteinfall auf die Probe auf einen bestimmten Einfallswinkel. Ihr Durchmesser muss der Objektiv-Apertur angepasst werden, deshalb werden mehrere Ringblenden (4-5) mit unterschiedlichem Durchmesser genutzt. Wichtig ist auch das Fernrohr, es dient der Einstellung der ringförmigen Objektivbeschichtung und dem Blendenring.