Mikroskope

Wie funktioniert ein Mikroskop?

Ein Mikroskop funktioniert auf der Basis der Vergrößerung des Sehwinkels. Mithilfe von Spiegeln und Linsen ermöglicht es, Objekte oder Proben bis ins kleinste Detail zu untersuchen.

Ein Blick auf die verschiedenen Teile des Mikroskops

Das Mikroskop besteht aus drei Hauptbereichen: dem optischen Teil (Okular und Objektiv), dem Beleuchtungsteil (Lichtquelle, Kondensor) und dem mechanischen Teil (Tubus, Stativ, Kopf, Fuß, Objekttisch, Einstellschrauben, Objektivrevolver).

• Okular besteht aus optischen Linsen, die das im Objektiv erzeugte Bild vergrößern. Je nach Anzahl der Okulare unterscheidet man zwischen monokularen, binokularen und trinokularen Mikroskopen.
• Tubus trägt das Okular und ist mit dem Objektivrevolver verbunden.
• Objektiv enthält in zylindrischen Metallfassungen ein Linsensystem, das das Bild vergrößert und umkehrt.
• Objektivrevolver befindet sich an der Unterseite des Tubus und trägt die verschraubten Objektive.
• Kopf (Hauptträger) hält Tubus und Okulare zusammen.
• Stativ (Arm) ist der Körper des Mikroskops, der den optischen Teil mit den übrigen Komponenten verbindet.
• Objekttisch liegt unter den Objektiven und dient zur Platzierung der zu untersuchenden Präparate oder Objekte.
• Kondensor verändert mithilfe von Filtern und Blenden den Kontrast des betrachteten Objekts.
• Lichtquelle beleuchtet die Objekte oder durchleuchtet Präparate – zum Beispiel durch Halogenlicht, LED oder Spiegel.
• Fuß sorgt für die Stabilität des Mikroskops und trägt das Stativ.

Wie wählt man ein Mikroskop aus?

Wenn Sie sich fragen, wie man ein Mikroskop auswählt, sollten Sie sich zunächst einige grundlegende Fragen stellen und die folgenden Tipps berücksichtigen. Die Vielzahl an Mikroskoparten kann schnell verwirrend wirken – konzentrieren Sie sich jedoch auf ein paar zentrale Aspekte, wird Ihnen die Entscheidung deutlich leichter fallen.

Wer arbeitet mit dem Mikroskop?

Einsteiger kommen mit Mikroskopen mit Grundfunktionen und geringerem Vergrößerungsbereich gut zurecht – hierfür eignen sich Schul- oder Hobby-Mikroskope. Fortgeschrittene Nutzer greifen zu Modellen mit besser einstellbarer Optik – dazu zählen Studenten- und Labormikroskope. Profis, die Mikroskope beruflich einsetzen, schätzen die Qualität und Funktionen von Polarisations-, Inspektions-, Labor- oder Stereomikroskopen.

Was wird mit dem Mikroskop beobachtet?

Die nächste Frage lautet: Was möchten Sie mit dem Mikroskop untersuchen? Je nach Verwendungszweck unterscheidet man zwischen Lichtmikroskopen (biologischen Mikroskopen) und Stereomikroskopen. Mit Lichtmikroskopen durchleuchtet man transparente oder durchscheinende Proben und untersucht deren innere Strukturen. Stereomikroskope hingegen dienen zur Betrachtung der Oberfläche und Struktur undurchsichtiger Objekte.

Arbeiten mit Lichtmikroskopen

Die Arbeit mit Lichtmikroskopen ist anspruchsvoller, da sie eine korrekte Einstellung der Beleuchtung und eine sorgfältige Präparation des Präparats (der zu beobachtenden Struktur) erfordert. Kinder benötigen zu Beginn meist Unterstützung bei der Bedienung. Auf dem Markt gibt es verschiedene Unterarten von Lichtmikroskopen, z. B. Phasenkontrastmikroskope, Inversmikroskope, Dunkelfeld-, Fluoreszenz-, Polarisations- und Konfokalmikroskope.

Wofür ist eigentlich ein Stereomikroskop?

Stereomikroskope sind ideal zur Beobachtung von Oberflächen und undurchsichtigen Materialien – etwa zur Beurteilung ihrer Qualität. Man kann damit Münzen, Briefmarken, Insekten oder Mineralien betrachten. Das menschliche Auge nimmt das Bild als dreidimensional wahr. Zwar haben Stereomikroskope keine so hohe Vergrößerungsleistung wie Lichtmikroskope, für die Oberflächenbetrachtung reicht sie jedoch vollkommen aus. Für Kinder sind sie eine hervorragende Wahl, da sie einfach zu bedienen sind und sich für alles eignen, was sich draußen oder im Haus entdecken lässt.

Spielzeug oder hochwertiges Mikroskop?

Kaufen Sie Ihrem Kind ein Spielzeug oder ein echtes Mikroskop? Auch das ist eine entscheidende Frage beim Kauf. Plastikspielzeuge aus der Kategorie Kindermikroskop sind meist nicht die beste Wahl, wenn Sie Ihr Kind für diese spannende Tätigkeit begeistern möchten – und das aus zwei Gründen. Erstens - ein Kindermikroskop kann in puncto Bildqualität und Lichtquelle nicht mit einem klassischen Mikroskop mithalten. Zweitens- die Lebensdauer von Mikroskopen mit vielen Kunststoffteilen (z. B. Fokussierräder oder Halterungen) ist oft begrenzt.

Mein erstes Mikroskop

Welches Mikroskop wird das erste Ihres Kindes? Wer denkt, dass ein Kind ein Stereomikroskop schneller beschädigt als ein einfaches Kindermikroskop, liegt falsch. Hochwertige Mikroskope gibt es in robuster Metallausführung – sie halten einiges aus. Kindermikroskope dagegen bestehen oft zu einem Großteil aus Kunststoff und sind weniger widerstandsfähig. Überlegen Sie sich also gut, ob das erste Mikroskop nur ein Spielzeug sein soll oder ein echtes Werkzeug zur Förderung eines neuen Hobbys. Empfehlenswert ist auch ein Blick auf USB-Mikroskope oder handliche Taschenmikroskope.

Werfen wir einen Blick auf Mikroskope

Schauen wir uns die Lichtquellen bei Mikroskopen genauer an – denn Licht ist ein weiterer wichtiger Baustein zur Beantwortung der Frage: Wie wählt man ein Mikroskop aus? Meist haben Sie die Wahl zwischen folgenden Beleuchtungsarten:

• Halogenlicht
  • Ideal für längere Arbeitssitzungen – es wirkt durch seinen warmen Farbton angenehm auf die Augen.
• LED-Leuchte
  • Das Licht ist kaltweiß, energiesparend und nahezu frei von Wärmeabstrahlung. Bei längerer Nutzung kann es jedoch zu Ermüdung der Augen führen.
• Spiegel
  • Durch die Ausrichtung des Spiegels lässt sich die Lichtintensität regulieren. Diese Lösung findet sich häufig bei günstigen Mikroskopen.
• Ringlicht
  • Wird häufig bei Stereomikroskopen verwendet – besonders bei der Betrachtung von Hohlräumen oder Objekten, die rundum ausgeleuchtet werden müssen.
• Polarisationsbeleuchtung
  • Eine speziell behandelte Lichtquelle, die störende Reflexionen von glänzenden Objekten reduziert, die sonst in das Objektiv zurückgeworfen würden.
• Externe Beleuchtung
  • Ist nicht fest im Mikroskop integriert und dient zur Ausleuchtung eines Objekts von mehreren Seiten – ideal für die Beobachtung von Oberflächenunregelmäßigkeiten.

Wie stark sollte ein Mikroskop vergrößern?

Ein Mikroskop sollte weder zu stark noch zu schwach vergrößern. Viele Hersteller überbieten sich mit hohen Zahlen, doch bei Lichtmikroskopen sind Okulare und Objektive oft mit extremen Vergrößerungswerten ausgestattet, die in der Praxis kaum brauchbar sind – das Bild wird dann unscharf und unbrauchbar. Üblich ist eine Vergrößerung im Bereich von 400–600×. Bei einer 1000-fachen Vergrößerung ist die Verwendung von Immersionsöl notwendig. Stereomikroskope arbeiten optimal im Bereich von 20–40×. Einige spezielle Varianten erreichen auch 80× oder 160× Vergrößerung.

Entscheidend für die Bildqualität ist jedoch nicht die Vergrößerung, sondern die Auflösungsfähigkeit des Mikroskops – also die Fähigkeit, zwei nahe beieinanderliegende Punkte als getrennt zu erkennen. Eine größere Vergrößerung bedeutet nicht automatisch eine bessere Auflösung oder Bildqualität.

Das Herzstück eines Mikroskops ist hochwertige Optik und präzise Fokussierung

Eine gute Optik sollte auswechselbare Objektive mit einer Vergrößerung von mindestens 4×, 10× und 40× sowie Weitwinkelokulare (WF) mit Werten von 5×, 10× oder 16× umfassen. Günstigere Lichtmikroskope verfügen oft über eine steife, einstufige Fokussierung, die für Kinderhände ungeeignet ist. Für junge Nutzer ist daher eine zweistufige Fokussierung empfehlenswert – sie ermöglicht eine schnelle Grobfokussierung und anschließendes präzises Feintuning. So können Kinder interessante Details und Schichten von Präparaten betrachten und mithilfe von Smartphone oder Kamera scharfe Bilder aufnehmen. Die Fokussierung bei einem Stereomikroskop erfolgt über ein Metall-Zahnstangensystem.

Möchten Sie mit dem Mikroskop Aufnahmen machen?

Bei der Auswahl spielt es eine große Rolle, ob Sie mit dem Mikroskop Aufnahmen machen möchten oder nicht. Wenn Sie diese Frage mit Ja beantworten, empfiehlt es sich, ein Mikroskop mit Kamera oder LCD-Display (Digitalmikroskop), ein trinokulares Mikroskop, ein konfokales Mikroskop oder ein USB-Mikroskop zu wählen. Das konfokale Mikroskop ist besonders interessant, da es mithilfe eines Lasers optische Schnitte erzeugt, aus denen ein 3D-Bild zusammengesetzt wird. So können chemische und Wachstumsprozesse in Zellen in Echtzeit beobachtet werden.

Mikroskope unter der Lupe

Werfen wir nun einen genaueren Blick auf einige bekannte Spezialmikroskope wie Digitalmikroskope, trinokulare Mikroskope, USB-Mikroskope und Taschenmikroskope.

Digitalmikroskop – zeigt alles auf einen Blick

Ein Digitalmikroskop verfügt nicht über ein Okular, sondern über ein LCD-Display, auf dem das beobachtete Objekt angezeigt wird. Es kann auch an einen Computer angeschlossen werden. Es wird häufig von Fachleuten zur Schulung von Studierenden und von Wissenschaftlern zur gemeinsamen Beobachtung eingesetzt.

Trinokulares Mikroskop – das schlaue dritte Auge

Ein trinokulares Mikroskop hat zwei Tuben mit Okularen zur Beobachtung mit beiden Augen und einen dritten Tubus zum Anschluss eines Smartphones, einer Kamera oder eines Camcorders. So lässt es sich im Handumdrehen in ein digitales Mikroskop mit Aufnahmefunktion verwandeln. Es wird häufig in der wissenschaftlichen Forschung eingesetzt.

Das USB-Mikroskop – scheinbar blind, aber äußerst praktisch

Ein USB-Mikroskop verfügt in der Regel weder über ein Okular noch über ein Display. Alle Beobachtungen werden über einen USB-Anschluss an ein verbundenes Gerät übertragen. Bei diesem Typ ist es wichtig, auf ausreichende Beleuchtung zu achten oder gegebenenfalls ein Stativ zusätzlich zu erwerben. USB-Mikroskope werden häufig als Einsteigermikroskope für Kinder verwendet, zur Analyse von Nägeln und Haaren in Kosmetik- und Friseursalons oder zur Untersuchung von Leiterplatten und Chips in der Elektroindustrie.

Taschenmikroskop – ideal für unterwegs

Ein Taschenmikroskop hat den Vorteil, dass man es überallhin mitnehmen und direkt im Gelände Objekte untersuchen kann. Es ist kompakt, mit Beleuchtung ausgestattet, bietet meist eine Vergrößerung von bis zu 200× und kann Bilder oder Videos der Entdeckungen im internen Speicher ablegen. Zuhause lassen sich die Eindrücke der Mikrowelt dann in aller Ruhe am Computer betrachten.

Ausstattung des Mikroskops verstehen

Einige Mikroskopmodelle bieten zusätzliche Ausstattung.

• Lichtmikroskope können mit Deck- und Objektträgern für die zu untersuchenden Präparate ausgestattet sein. Deckgläser sind dünn und für den Einmalgebrauch bestimmt, Objektträger sind waschbar und wiederverwendbar.
• Manchmal sind vorbereitete Dauerpräparate im Lieferumfang enthalten – sofort einsatzbereit zur Beobachtung.
• Beliebt sind auch sichere Transportkoffer, die es oft in Varianten mit Präparier-Sets gibt (Scheren, Pipetten, Farbstoffe, Pinzetten, Glasträger, Ampullen usw.).