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Was ist ein Mikroskop?

Ein Lichtmikroskop ist ein Gerät, mit dem man sehr kleine Objekte für das menschliche Auge sichtbar machen kann. Der Begriff setzt sich aus den altgriechischen Wörtern mikrós = klein und skopeín = betrachten zusammen. Alle Mikroskope haben gemeinsam, dass sie über mindestens eine Linse verfügen. Wer verstehen möchte, wie ein Mikroskop funktioniert, der muss zuerst das Prinzip der Vergrößerung verstehen.

Lichtbrechung
Lichtbrechung – der Strohhalm wird durch das Wasser im Glas verzerrt

Grundlage bei der Vergrößerung von Objekten ist die Tatsache, dass Lichtstrahlen nicht immer geradlinig verlaufen. Wenn Licht von einem durchsichtigen Gegenstand in einen anderen übertritt, dann ändert sich dessen Verlauf. Das nennt man „Brechung“. Zu sehen ist dies im Foto oben. Ein Strohhalm sieht im Glas verzerrt aus, da das Wasser die Lichtstrahlen umlenkt.

Wenn man diesen Effekt nutzbar machen möchte, ist der erste Schritt eine kontrollierte Brechung der Lichtstrahlen herbeizuführen. Dafür sind zum Beispiel Linsen aus Glas oder Kunststoff geeignet, denn bei ihnen ist gut erforscht, welche Auswirkung ihre Form auf den weiteren Verlauf der Lichtstrahlen nimmt. So kann man die Vergrößerung nicht nur gezielt auslösen, sondern auch im Voraus berechenbar machen.

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Das Prinzip der Vergrößerung
Das Prinzip der Vergrößerung

Das Bild zeigt die Vergrößerung eines Hauses mit Hilfe einer Linse. Elliptische Linsen haben die Eigenschaft parallele Lichtstrahlen (BLAUE LINIEN) so zu bündeln, dass sie an einem (Brenn-)Punkt zusammengeführt werden (SCHWARZE LINIEN). Für den Betrachter sieht es dadurch so aus, als würden die Strahlen aus einer anderen Richtung kommen (ROTE LINIEN). Das betrachtete Objekt erscheint dadurch größer als es tatsächlich ist.

Bei einem Mikroskop verläuft die Vergrößerung grundsätzlich nach dem gleichen Prinzip. Nur enthält es meist eine Kombination von mehreren Linsen, die so angeordnet werden, dass sich ihr Wirkungsgrad potenziert. Es findet eine Vergrößerung der Vergrößerung statt.

Mehr zum Thema Vergrößerung im Mikroskop…

 

Aufbau eines Mikroskops

Der Aufbau der meisten Mikroskope ist im Wesentlichen sehr ähnlich. Die wichtigsten Bestandteile sind: Okular, Tubus, Objektivrevolver, Stativ, Kreuztisch/Objekttisch, Kondensor, Feintrieb, Grobtrieb, Leuchtfeldblende und Fuß. Die Gemeinsamkeit geht so weit, dass bei manchen Geräten genormte Teile verwendet werden, die man an anderen auch einsetzen kann.

Aufbau Lichtmikroskop
Aufbau Lichtmikroskop

Mikroskope werden in der Schule im Biologieunterricht besprochen. Das Thema Optik ist Teil des Physikunterrichts. Aus diesem Grund habe ich die wichtigsten Bilder und Grafiken als Mikroskop-Aufbau. Sie können sich diese PDF-Dokumente gerne herunterladen, als Lehrmaterial verwenden und weiterverbreiten – sofern damit keine kommerziellen Zwecke verfolgt werden.

Mehr zum Aufbau von Mikroskopen…

 

Geschichte der Mikroskopie

Die Geschichte der Mikroskopie ist nicht in wenigen Sätzen erzählt. Es gab nicht „den“ genialen Erfinder, der irgendwann nachts durch einen Geistesblitz geweckt wurde, in seine Werkstatt gerannt ist und der dann ein Mikroskop konstruiert hat. Die Entwicklung erfolgte über mehrere Jahrhunderte in vielen Zwischenschritten und ist eng verbunden mit der Entwicklung der Teleskope, mit denen man eigentlich nicht den Mikrokosmos vor unserer Nase, sondern die weit entfernten Planeten am Sternenhimmel erkunden wollte.

JahrStand der Entwicklung der Mikroskopie
1000Um das Jahr 1000 n.Chr. Beginnt man damit Lesesteine zu verwenden. Man hatte entdeckt, dass oval geformtes Glas eine vergrößernde Wirkung hat.
1200Die ersten Brillen in ihrer heutigen Form werden ab dem 13. Jahrhundert gebaut.
1608Das holländische Fernrohr wird erfunden. Es handelt sich um eine Konstruktion aus zwei Linsen. Diese Technologie lässt sich sowohl als Teleskop für die weite Ferne, als auch als Mikroskop für die Vergrößerung von winzigen Objekten verwenden.
1860erErnst Abbe erforscht die Gesetzmäßigkeiten der Optik und verleiht der industriellen Mikroskopfertigung ein wissenschaftliches Fundament.

Besonders interessant zu sehen ist, wie sehr die Entwicklung des Mikroskops mit dem Fortschritt in der Medizin verzahnt ist. Die Innovationen in einem Bereich hatten weitreichende Auswirkungen im anderen.

William Harvey entdeckte im 17. Jahrhundert die Funktionsweise des menschlichen Blutkreislaufs, aber erst Marcello Malpighi konnte die Theorie mit Hilfe des Mikroskops beweisen.

Robert Hooke entdeckte die Zellen als Grundbausteine im Gewebe der Lebewesen.

Nachdem Athanasius Kircher in seinem Mikroskop Blutproben von Pestkranken untersuchte, vermutete er winzige Organismen als Auslöser. Er entwickelte passende Hygienemaßnahmen, um die Gefahr der Ansteckung zu verringern.

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