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Mikroskop - Physik.

Publié le 10/06/2013

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Mikroskop - Physik. 1 EINLEITUNG Alte Mikroskope Die hier links und rechts abgebildeten Mikroskope hatten bereits mehrere Linsen, um eine höhere Effektivität zu erzielen. Erstmalig wurden Mikroskope im 16. Jahrhundert verwendet. THE BETTMANN ARCHIVE Mikroskop, Gerät in unterschiedlichen Formen, zur Erzeugung vergrößerter Abbilder von sehr kleinen Gegenständen oder sehr kleinen Einzelheiten. 2 LICHTMIKROSKOP Hookes Mikroskop Der englische Wissenschaftler Robert Hooke entwickelte im 17. Jahrhundert dieses Mikroskop für seine bahnbrechenden Arbeiten. Unter anderem entdeckte er die Zellstruktur von Pflanzen. Cecil Fox/Science Source/Photo Researchers, Inc. - Physik. Mit Hilfe des Lichtmikroskops werden Gegenstände mit sichtbarem Licht vergrößert. Die einfachste Form des Lichtmikroskops (siehe Optik) ist die bikonvexe Linse (Optik) mit kurzer Brennweite. Eine solche Linse kann einen Gegenstand bis zu 15fach vergrößern. Meist werden aber zusammengesetzte Mikroskope mit mehreren Linsen verwendet. Dadurch kann eine stärkere Vergrößerung erreicht werden als mit einer einzelnen Linse. Einige Lichtmikroskope können auf das 2 000fache und höher vergrößern. Mit Hilfe modernster Fokussierungsmethoden lässt sich diese Auflösung (bei so genannten Fluoreszenzmikroskopen) um mehr als 30 Prozent steigern. Im Wesentlichen besteht ein zusammengesetztes Mikroskop aus zwei Linsensystemen, dem Objektiv und dem Okular. Beide sind an den gegenüberliegenden Enden eines geschlossenen Rohres (Tubus) angebracht. Die Linse des Objektivs besteht aus verschiedenen Linsenelementen. Sie erzeugen ein vergrößertes, reelles Abbild des zu untersuchenden Gegenstandes. Die Linsen eines Mikroskops sind so angeordnet, dass dieses vom Objektiv erzeugte reelle Bild im Brennpunkt des Okulars liegt. Der Betrachter sieht durch das Okular ein vergrößertes virtuelles Abbild des reellen Bildes. Die Gesamtvergrößerungsleistung eines Mikroskops wird durch die Brennweiten der beiden Linsensysteme bestimmt. Neben dem Linsensystem gehören ein stabiles Stativ mit einem ebenen Objekttisch, auf dem das zu untersuchende Material festgehalten wird, sowie eine Einrichtung zur Scharfstellung des Bildes zu einem Lichtmikroskop. Proben, die mit dem Mikroskop untersucht werden, sind überwiegend lichtdurchlässig. Die Probe wird meist auf ein dünnes rechteckiges Glasplättchen (Objektträger) aufgebracht. Im Objekttisch befindet sich eine kleine Öffnung, durch die das Licht hindurchfällt. Unter dem Tisch ist entweder ein Spiegel angebracht, der Tageslicht auf bzw. durch die Probe reflektiert, oder eine gesonderte elektrische Lichtquelle, die die Probe beleuchtet. Strahlengang beim Lichtmikroskop Diese Illustration soll eine schematische Darstellung des Strahlenganges durch ein Lichtmikroskop wiedergeben. © Microsoft Corporation. Alle Rechte vorbehalten. Bei der Mikrophotographie, d. h. beim Photographieren durch das Mikroskop, wird eine Kamera direkt über dem Okular angebracht. Normalerweise hat diese Kamera keine Linse. Die Mikrophotographie darf nicht mit der Miniaturisierung von Bildern verwechselt werden. Letztere dient dazu, Bilder oder Dokumente zu verkleinern, damit sie platzsparend gelagert werden können. In der Forschung verwendete Mikroskope sind meist mit zusätzlichen Einrichtungen ausgerüstet. Da das Abbild einer Probe sehr stark vergrößert ist und man es umgekehrt sieht, ist es äußerst schwierig, mit der Probe direkt umzugehen. Deshalb ist der Objekttisch eines in der Forschung eingesetzten Hochleistungsmikroskops durch Feinstellschrauben (Mikrometerschrauben) verstellbar. Bei einigen Mikroskopen kann der...

« In der Forschung verwendete Mikroskope sind meist mit zusätzlichen Einrichtungen ausgerüstet.

Da das Abbild einer Probe sehr stark vergrößert ist und man es umgekehrtsieht, ist es äußerst schwierig, mit der Probe direkt umzugehen.

Deshalb ist der Objekttisch eines in der Forschung eingesetzten Hochleistungsmikroskops durchFeinstellschrauben (Mikrometerschrauben) verstellbar.

Bei einigen Mikroskopen kann der Objekttisch auch gedreht werden.

Außerdem sind alle in der Forschungeingesetzten Mikroskope mit drei oder mehr Okularen auf einem drehbaren Kopf (Objektivrevolver) ausgerüstet.

Dadurch kann bei Bedarf die Vergrößerungsleistung desMikroskops verändert werden. 3 LICHTMIKROSKOPE FÜR SPEZIALANWENDUNGEN StereomikroskopMit Hilfe eines Stereo- oder Binokularmikroskops lassen sich dreidimensionale Bilder des zu untersuchenden Objektes erhalten.

Siearbeiten im Prinzip ähnlich wie Lichtmikroskope, wobei leistungsfähige Modelle 2 000fache Vergrößerung und mehr erreichen können.Stereomikroskope werden nicht nur in der Biologie sondern, etwas umgebaut, auch in der Chirurgie eingesetzt.Biophoto Associates/Photo Researchers, Inc. Eine Reihe von Mikroskopen wurde für Spezialanwendungen entwickelt.

Eines davon ist das Stereomikroskop, das eigentlich aus zwei schwächeren Mikroskopen besteht, die über der Probe zusammengeführt werden.

Mit diesem Gerät erhält man ein nicht seitenverkehrtes, dreidimensionales Bild. Beim Ultraviolettmikroskop wird statt des sichtbaren Lichtes ultraviolettes Licht verwendet.

Damit erreicht man entweder eine bessere Auflösung aufgrund der kürzerenWellenlänge oder die Hervorhebung bestimmter Einzelheiten durch selektive Absorbtion bei unterschiedlichen Wellenlängen des ultravioletten Spektrums.

Weil kürzereultraviolette Strahlen Glas nicht durchdringen, besteht das optische System dieser Geräte im Normalfall aus Quarz, Fluorit oder mit Aluminium bedampften Spiegeln.Ultraviolettes Licht ist für das menschliche Auge nicht sichtbar.

Deshalb wird das Bild durch Fluoreszenzwirkungen ( siehe Lumineszenz), Photographie oder elektronische Abtastung sichtbar gemacht.

Das Ultraviolettmikroskop wird in der medizinischen Forschung eingesetzt. In der Gesteinskunde werden Polarisationsmikroskope eingesetzt, um die mineralischen Bestandteile von Eruptivgestein und Metamorphit zu bestimmen.

Außerdem ermittelt man damit den quantitativen Gehalt der Mineralien in diesen Gesteinen.

Dieser Mikroskoptyp enthält ein Nicol’sches Prisma oder eine andere Einrichtung zur Polarisierung des Lichtes ( siehe Optik: Polarisation des Lichtes).

Ein weiteres Nicol’sches Prisma oder anderer Analysator bestimmt die Polarisierung des Lichtes, nachdem es die Probe durchdrungen hat.

Mit Hilfe eines drehbaren Tisches kann man bei der entsprechenden Einstellung die von der Probe verursachte Änderung der Polarisierungerkennen. PetrographieAls Teil der Mineralogie untersucht die Petrographie oder Gesteinskunde die Zusammensetzung und das Gefüge von irdischen undextraterrestrischen Gesteinen wie Meteoriten oder – wie auf der Abbildung – vom Mond stammenden Proben u.

a.

mit Hilfe vonMikroskopen und polarisiertem Licht.Jan Hinsch/Science Source/Photo Researchers, Inc. Beim Dunkelfeldmikroskop erfolgt die Beleuchtung der Probe in Form eines hohlen, sehr intensiven Lichtkegels.

Das Sichtfeld des Objektivs liegt im dunklen Teil des Kegels und nimmt deshalb nur das von der Probe gestreute Licht auf.

Daher erscheinen die leeren Teile der Probe als dunkler Hintergrund.

Die zu untersuchenden Objekte leuchtendagegen hell.

Diese Form der Beleuchtung eignet sich für durchsichtiges, ungefärbtes biologisches Material und für kleinste Objekte, die man bei normaler Beleuchtungunter dem Mikroskop nicht erkennen kann. Beim Phasenkontrastmikroskop wird die Probe wie beim Dunkelfeldmikroskop mit einem hohlen Lichtkegel beleuchtet.

Allerdings ist hier der Lichtkegel enger und reicht in das Sichtfeld des Okulars hinein.

Im Objektiv befindet sich ein ringförmiges Plättchen (Phasenring), das einmal die Lichtintensität verringert und zum anderen einePhasenverschiebung um ein Viertel der Wellenlänge verursacht.

Durch diese Form der Beleuchtung werden kleinste Änderungen der Brechungszahl bei durchsichtigenProben sichtbar.

Phasenkontrastmikroskope eignen sich besonders gut zur Untersuchung von lebendem Gewebe und werden daher häufig in der Medizin und Biologieeingesetzt. Mit Hilfe des Nahfeldmikroskops kann man sogar Einzelheiten erkennen, die etwas kleiner sind als die Wellenlänge des Lichtes.

Ein Lichtstrahl wird durch ein sehr kleines. »

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