MKL1888:Mikroskōp

Mikroskōp (v. griech. mikros, klein, und skopein, schauen; hierzu Tafel „Mikroskope“), optisches Instrument, welches sehr kleine Gegenstände dem Auge vergrößert darstellt. Da eine konvexe Linse (s. d.) von kurzer Brennweite (Lupe) einen Gegenstand, der um weniger als die Brennweite von ihr absteht, vergrößert zeigt, so bezeichnet man dieselbe auch als ein einfaches M. Eine weit höhere Leistungsfähigkeit besitzt das zusammengesetzte M.; es besteht dem Wesen nach aus zwei gewölbten Linsen (ab und cd, Fig. 1), deren eine (ab) von sehr kurzer Brennweite dem Gegenstand (Objekt) zugewendet ist und daher Objektiv heißt; sie entwirft von dem kleinen Gegenstand (rs), der um etwas mehr als ihre Brennweite von ihr absteht, bei RS ein umgekehrtes vergrößertes (reelles) Bild, welches durch wirkliche Vereinigung der Lichtstrahlen entsteht. Dieses wird durch das Augenglas oder Okular (cd), von welchem es um weniger als dessen Brennweite absteht, wie durch eine Lupe betrachtet, als wäre es selbst ein lichtaussendender Gegenstand, und wird daher in R′S′ nochmals vergrößert gesehen. Da das schließlich gesehene Bild R′S′ die entgegengesetzte Lage hat wie der Gegenstand rs, so werden durch das M. die Gegenstände

[Beilage]

Mikroskope.

Fig. 2. Zusammengesetztes Mikroskop.
Fig. 3. Hartnacks Mikroskop.
Fig. 4. Mikroskop von Chevalier.
Fig. 5. Umgekehrtes Mikroskop.
Fig. 10, 11. Pankratisches Mikroskop.
Fig. 12. Binokular-Mikroskop von Nachet.
Fig. 14. Wenhams Binokular-Mikroskop.
Fig. 16. Nachets Binokular-Mikroskop für zwei Beobachter.
Fig. 17. Zeißsches Präpariermikroskop.
Fig. 18. Sonnenmikroskop.

umgekehrt gesehen. Die Fig. 2 der Tafel zeigt die äußere Einrichtung, welche man dem M. gewöhnlich gibt. Das Okular a und das Objektiv b sind in ein lotrechtes Messingrohr gefaßt, welches behufs der richtigen Einstellung in der Messinghülse f mit sanfter Reibung verschiebbar ist; die feinere Einstellung wird durch Drehen des Schraubenkopfes e bewirkt. Der gewöhnlich durchsichtige Gegenstand, von einer Glasplatte getragen und gewöhnlich von einem Deckgläschen bedeckt, wird auf das Tischchen cc gelegt und von untenher durch einen Spiegel d beleuchtet. Das vom Objektiv entworfene Bild des Gegenstandes verhält sich in Bezug auf das Okular doch nicht ganz so, als wenn man den Gegenstand selbst durch diese

Fig. 1. Einrichtung des zusammengesetzten Mikroskops.

Linse betrachten würde. Letzterer würde nämlich von jedem Punkt und nach allen Seiten hin Lichtstrahlen aussenden; die durch das Objektiv gegangenen Strahlen (z. B. aR) setzen dagegen ihren Weg geradlinig (nach Rd) fort, und daher kommt es, daß das Gesichtsfeld des Mikroskops von dem Durchmesser des Okulars abhängt und durch den Winkel gemessen wird, unter welchem das Okular von der Mitte des Objektivs aus erscheint. Es kann in manchen Fällen unbequem werden, von oben herab ins M. zu blicken; um dies zu vermeiden, hat man dem Stativ die Einrichtung gegeben, daß das Rohr geneigt werden kann (Fig. 3 der Tafel, Hartnacks M.), oder man hat das Rohr des Instruments rechtwinkelig gebogen (Fig. 4 der Tafel, M. von Chevalier): das Objektiv a sitzt am untern Ende eines kurzen, vertikal stehenden Rohrs senkrecht über dem Objekt; die Lichtstrahlen, die durch das Objektiv a eingetreten sind, werden an der Hypotenuse eines Glasprismas b total reflektiert und gelangen so in ein horizontales Rohr, an dessen anderm Ende das Okular c befindlich ist. Bei mikrochemischen Operationen können saure Dämpfe an das Objektiv gelangen und es beschädigen. Dies wird durch das umgekehrte M. (Fig. 5 der Tafel) vermieden, bei welchem der Beleuchtungsspiegel über und das Objektiv unter dem Objekttisch angebracht ist. Durch zweimalige innere Reflexion in einem entsprechend geschnittenen Prisma werden die Lichtstrahlen herumgelenkt und gelangen in ein aufrecht stehendes Rohr, an dessen oberm Ende das Okular sitzt. Das photographische M. steht auf einer Camera obscura und ist mithin umgekehrt, so daß das Objekt über dem Objektiv liegt. Durch ein kleines Perspektiv blickt man auf die empfindliche Platte und stellt das Bild auf dieselbe durch eine Schraube ein. In neuerer Zeit konstruiert man Mikroskope, die, ohne daß das Objekt verrückt wird, horizontal gehalten werden können. Sie eignen sich besonders für Vorlesungen und Demonstrationen,

Fig. 6. Achromati­sches Objektiv.

um das Präparat aus einer Hand in die andre gehen zu lassen. Sehr wesentlich war der Fortschritt in der Mikroskopie, als man anfing, achromatische Objektive zu benutzen. Ein solches (Fig. 6) besteht aus einer Konvexlinse von Crownglas und einer Hohllinse von Flintglas, die mit Kanadabalsam zusammengekittet sind. Ein einziges achromatisches Objektiv würde nur eine schwache Vergrößerung geben. Um stärkere

Fig. 7. Campanisches Okular.

Vergrößerungen zu erzielen, schraubt man ein ähnliches Objektiv an das erste an, ein drittes an das erste u. zweite, ein viertes an das zweite und dritte und ein fünftes an das dritte und vierte und kann mithin auch dieselbe Linse zu verschiedenen Kombinationen gebrauchen. In neuester Zeit ist diese Einrichtung verlassen, und jedes Objektiv ist ein einheitliches System von Linsen. Das Okular der jetzigen zusammengesetzten Mikroskope ist auch keine einfache Sammellinse mehr, sondern eine Kombination von zwei Linsen, u. am gebräuchlichsten ist das Campanische Okular (Fig. 7). Dasselbe besteht aus zwei plankonvexen Crownglaslinsen welche beide ihre konvexe Seite gegen das Objektiv hin kehren. Ist die Brennweite der äußern Linse 1, so ist in der Regel der Abstand der beiden Linsen 2 und die Brennweite der innern Linse 3. Letztere, das Kollektivglas cd (Fig. 8), fängt die vom Objektiv kommenden Strahlen auf, ehe sie sich zu einem Bild RS vereinigt haben, macht sie noch stärker konvergierend und verlegt das nun entstehende Bild rs in weitere Entfernung von der obern Linse ab. Bei den oben angenommenen Verhältnissen würde das ohne die Kollektivlinse entstehende Bild ungefähr in der Mitte zwischen der äußern Linse und dem durch das Kollektivglas erzeugten Bild liegen. Es verhalten sich also die Entfernungen des entstehenden und des nicht entstehenden Bildes vom Kollektivglas wie 1 : 1,5 Sollte nun das ohne das Kollektivglas entstehende Bild durch eine Lupe ebenso stark vergrößert werden, wie man das mit dem Kollektivglas entstehende Bild durch die äußere Linse sieht, so müßte die Brennweite der Lupe 1,5, also halb so groß sein als die des Kollektivglases, welches demnach bei gleichem Fehler wegen der sphärischen Aberration einen doppelt so großen Durchmesser haben kann wie die dem Campanischen Okular an Vergrößerung äquivalente Lupe. Das Campanische Okular gibt also bei gleicher Vergrößerung ein doppelt so großes Gesichtsfeld wie eine einfache Lupe und liefert außerdem ein von chromatischer Aberration fast ganz freies Bild. Da nämlich das Kollektivglas nicht achromatisch ist, so erzeugt es eine ganze Reihe verschiedenfarbiger Bilder des Gegenstandes,

Fig. 8 u. 9. Campanisches Okular.

von welchen das violette Bild vv (Fig. 9) dem Kollektivglas näher liegt als das rote rr. Durch das Okular ab erblickt man diese Bilder in v′v′ und r′r′ und zwar so, daß sie sich für das in o befindliche Auge decken, wodurch die Vereinigung sämtlicher Farben und somit der Achromatismus des Bildes herbeigeführt wird. Für dasselbe Instrument wendet man auch mehrere Okulare von verschiedener Stärke an, und zwar vergrößern die Plößlschen Mikroskope mehr durch das Okular, die Oberhäuserschen dagegen mehr durch das Objektiv. Das Ramsdensche Okular ist im wesentlichen eine aus zwei Linsen zusammengesetzte Lupe, gibt ein besonders großes Gesichtsfeld und eignet sich vortrefflich zu Messungen mit dem Okularmikrometer, indem die Vergrößerung von der Mitte bis zum Rand sehr annähernd dieselbe bleibt. Plößls aplanatisches Okular gibt zwar nur eine schwache Vergrößerung, hat aber ein sehr großes Gesichtsfeld und zeigt namentlich opake, von oben beleuchtete Gegenstände mit großer Klarheit. Bei dem pankratischen M. (s. Tafel, Fig. 10 u. 11) erreicht man ohne Wechsel der Linsen verschiedene Vergrößerungen. Dies geschieht dadurch, daß man den Abstand des Okulars vom Objektiv ändert. Nähert man das Objekt dem Objektiv, so entfernt sich das Bild von demselben, und man muß das Okular gleichfalls vom Objektiv entfernen, um das Bild wieder deutlich zu sehen. Dabei wächst dann notwendig die Vergrößerung, während das Gesichtsfeld kleiner wird. Sehr effektvoll wirken die stereoskopischen Binokularmikroskope, bei welchen der vergrößerte Gegenstand im Relief erscheint. Diese Instrumente besitzen ein gewöhnliches Objektiv und über demselben eine aus total reflektierenden Prismen bestehende Vorrichtung, welche die durch das Objektiv hindurchgegangenen Strahlen in zwei Bündel teilt, die nun in zwei Röhren nach zwei Okulargläsern gelangen. Fig. 12 der Tafel zeigt das Binokularmikroskop von Nachet, und aus Fig. 13 erkennt man, wie die Trennung

Fig. 13. Trennung der Strahlen­bündel.

in zwei Strahlenbündel bewirkt wird; Fig. 14 der Tafel stellt Wenhams Binokularmikroskop dar, und Fig. 15 erläutert die innere Einrichtung desselben. Eine andere Art binokularer Mikroskope ist zur gleichzeitigen Beobachtung eines Objekts durch 2, 3, selbst 4 Personen eingerichtet. Zu dieser Klasse gehört das in Fig. 16 der Tafel dargestellte, ebenfalls von Nachet konstruierte binokulare M.

Fig. 15. Innere Einrichtung von Wenhams Binokularmikroskop.

Um die Wirkung des Mikroskops zu steigern, bringt man zwischen das Objektiv und das Deckgläschen, unter welchem das Präparat liegt, einen beide verbindenden Tropfen Flüssigkeit. Da das Lichtbrechungsvermögen derselben demjenigen des Glases näher kommt, so wird der schädliche Einfluß des Deckgläschens geringer und die Lichtstärke infolge geringerer Reflexionsverluste größer (Immersionslinsen). Noch vorteilhafter ist die homogene Immersion, bei welcher eine Flüssigkeit benutzt wird, die ein gleiches Lichtbrechungsvermögen wie das Deckglas und die untere Linse (beide aus Crownglas bestehend) besitzt (eingedicktes ätherisches Zedernholzöl). Man erhält also eine optisch völlig homogene Verbindung zwischen Präparat und Objektiv, welche alle Brechung der Lichtstrahlen vor ihrem Eintritt in das Objektiv verhindert. Diese Immersionssysteme werden nur zu den schwierigsten Untersuchungen benutzt. Bei schwächern Vergrößerungen benutzt man zur Regulierung des Lichts u. namentlich zur Abhaltung der störenden Randstrahlen Blendvorrichtungen und zwar eine Scheibenblende (eine an der untern Fläche des Tischchens befestigte drehbare Metallscheibe mit einer Anzahl verschieden weiter, kreisrunder Löcher, von denen nach Bedarf eins oder das andre unter die Öffnung des Tischchens gebracht wird) oder Cylinderblenden (kleine, kurze, geschwärzte Metallcylinder, die in ihrer Bodenplatte zentrale Öffnungen von verschiedener Größe besitzen und ebenfalls unter der Öffnung des Tischchens angebracht werden). Bei den stärkern Immersionslinsen reichen diese Vorrichtungen meist nicht aus. Man benutzt für diese den Abbeschen Beleuchtungsapparat, welcher mit Hilfe eines Linsensystems sehr intensives Licht auf das Objekt wirft.

Um die Vergrößerung des Mikroskops zu messen, beobachtet man ein Glasmikrometer mit bekannter Teilung und zeichnet mit einem Zeichenapparat (Camera lucida, s. d.) das mikroskopische Bild nach. Ist nun z. B. 1 mm auf dem Mikrometer in 100 Teile geteilt, und sind die Striche, welche man auf Papier gezeichnet hat, 3 mm voneinander entfernt, so ist die erhaltene Vergrößerung eine 300fache. Mit steigender Vergrößerung nimmt die Lichtstärke und Schärfe der Bilder bedeutend ab, so daß eine über eine gewisse Grenze hinaus gesteigerte Vergrößerung keinen Vorteil mehr bringen kann. Bei der Prüfung eines Mikroskops handelt es sich aber selten lediglich um die Bestimmung der Vergrößerung; eine Reihe andrer Verhältnisse ist maßgebend für die Brauchbarkeit eines Instruments. Deshalb pflegt man Probeobjekte anzuwenden, bei denen gewisse Details bei einer bestimmten Vergrößerung nur noch durch die bessern Instrumente gelöst werden, während die weniger guten sie entweder gar nicht oder nur undeutlich zur Wahrnehmung bringen. Als solche Probeobjekte wendet man unter andern Schmetterlingsschuppen an. Die Schuppen vom Flügel der Hipparchia Janira zeigen schon bei 80facher Vergrößerung Längsstreifen, dagegen bei 200–300maliger Vergrößerung auch Querstreifen. Feinere Probeobjekte sind die Diatomeenpanzer, welche zwei oder drei Liniensysteme erkennen lassen, die sich im ersten Fall unter einem rechten, im letzten Fall unter schiefen Winkeln schneiden. Ein ganz vorzügliches Probeobjekt ist Pleurosigma angulatum, welches schon durch mittelstarke Objektive bei schiefer Beleuchtung drei Liniensysteme erkennen läßt. Stärkere Objektive lösen die Liniensysteme in helle Punkte auf, und mit den besten Objektiven und der günstigsten Okularvergrößerung erkennt man diese hellen Punkte als nicht ganz regelmäßige Sechsecke. Als künstliche Probeobjekte dienen Roberts Probeplatten, Glasplatten, auf welche mit Diamant 20 feine Liniengruppen geritzt sind; die Linien der ersten Gruppe sind um 1/1000, die der letzten sogar nur um 1/10,000 Pariser Linie voneinander entfernt.

Die Zubereitung der Objekte für die mikroskopische Beobachtung ist je nach der Natur derselben sehr verschieden; immer aber werden die Objekte auf kleine Glasplättchen gelegt und, wo es nötig erscheint, mit einem Deckgläschen bedeckt. Flüssigkeiten breitet man auf den Plättchen zu einer dünnen Schicht aus und legt ebenfalls ein Deckgläschen auf. Feste Körper werden für gewöhnlich befeuchtet unter das M. gebracht, und man benutzt hierzu je nach Umständen Wasser, Glycerin, Kanadabalsam etc. Von kompakten Substanzen macht man mit einem Rasiermesser oder Mikrotom zarte, durchsichtige Schnitte, die ebenfalls in eine Flüssigkeit gelegt werden; lassen sich die Körper nicht schneiden, so werden gröbere Bruchstücke auf einem Schleifstein genügend dünn geschliffen (Dünnschliffe von Knochen, Zähnen, Verkieselungen, Gesteinen); weiche, nicht schneidbare Substanzen werden in Alkohol, Chromsäurelösung etc. erhärtet; sehr kleine Gegenstände, die man nicht fassen kann, z. B. kleine Samen, bringt man in großer Zahl in geschmolzenes Stearin, läßt dies erkalten und schneidet dann mit dem Rasiermesser geeignete Späne. Häufig untersucht man die Objekte auch im polarisierten Licht, oder man wendet chemische Reagenzien an, welche man in geringen Mengen mit den Objekten in Berührung bringt (Mikrochemie). Salzlösungen läßt man kristallisiren und untersucht die Kristallgestalt. Häufig bedürfen die Objekte einer besondern mechanischen Vorbereitung, die nur bei Vergrößerung, aber nicht unter dem M. ausgeführt werden kann, da hier der Abstand zwischen Objekt und Objektiv viel zu gering ist. Man benutzt daher für diesen Zweck besondere Präpariermikroskope (Fig. 17 der Tafel), welche schwächere Vergrößerung liefern und speziell für leichte und sichere Behandlung der Präparate (durch Handstützen etc.) eingerichtet sind. Vgl. Mikroskopische Präparate. Die Bezeichnung der Vergrößerung eines Mikroskops kann in doppelter Weise geschehen. Die lineare Vergrößerung gibt das Verhältnis der scheinbaren Länge des vergrößerten Gegenstandes zu dessen wirklicher Länge an, die quadratische Vergrößerung sagt dagegen, wievielmal größer die scheinbare Fläche des vergrößerten Gegenstandes ist als die wirkliche Fläche. Selbstverständlich ist letztere Zahl sehr viel größer, und es kommt wohl vor, daß dies zu Täuschungen benutzt wird. Es ist allgemein üblich, die lineare Vergrößerung anzugeben, und auf diese beziehen sich alle Angaben in wissenschaftlichen Werken. Beim Ankauf eines Mikroskops ist große Vorsicht notwendig, und stets ist empfehlenswert, sogleich ein gutes Stativ zu kaufen, sich aber zunächst mit wenigen Linsensystemen zu begnügen und die stärkern Systeme nach Bedarf nachzukaufen. Die bekanntesten und renommiertesten Firmen in Deutschland und Österreich sind etwa: C. Zeiß in Jena, W. u. H. Seibert in Wetzlar, Hartnack in Potsdam, Paul Wächter in Berlin, Leitz in Wetzlar, Winkel in Göttingen, C. Reichert in Wien. Die Behandlung eines Mikroskops erfordert so große Sorgfalt, die Zurichtung der Objekte so viel Geschicklichkeit und Kenntnis der Bedingungen, unter welchen man gute Beobachtungen machen kann, daß es unmöglich ist, in wenigen Worten hierüber zu belehren. Dazu kommt, daß es durchaus nicht genügt, ein M. zu besitzen, um nun auch ohne weiteres richtige Beobachtungen machen zu können; es ist vielmehr ein sorgfältiges Studium des mikroskopischen Sehens notwendig, um nichts Falsches zu sehen, und so bleibt nur übrig, in den über Mikroskopie handelnden Werken gründliche Belehrung zu suchen, ehe man daran geht, mit dem M. selbständig zu arbeiten. Als solche Werke empfehlen sich besonders: Harting, Das M. (a. d. Holländ. von Theile, 2. Aufl., Braunschw. 1866, 3 Bde.); Nägeli und Schwendener, Das M., Theorie und Anwendung desselben (2. Aufl., das. 1876); Dippel, Das M. (Bd. 1: „Allgemeine Mikroskopie“, 2. Aufl., Braunschweig 1882; Bd. 2: „Anwendung auf die Histologie der Gewächse“, das. 1872); Derselbe, Grundzüge der allgemeinen Mikroskopie (das. 1885); Hager, Das M. und seine Anwendung (7. Aufl., Berl. 1886); Wiesner, Einleitung in die technische Mikroskopie (Wien 1867); Frey, Das M. (7. Aufl., Leipz. 1881); Fol, Mikroskopisch-anatomische Technik (das. 1884); Orth, Kursus der normalen Histologie (Berl. 1878); Behrens, Hilfsbuch zur Ausführung mikroskopischer Untersuchungen (Braunschw. 1883); Derselbe, Tabellen zum Gebrauch bei mikroskopischen Arbeiten (das. 1887); Strasburger, Botanisches Praktikum (2. Aufl., Jena 1887); Derselbe, Kleines botanisches Praktikum (das. 1884); Poulsen, Botanische Mikrochemie (Kassel 1881); Haushofer, Mikroskopische Reaktionen (Braunschw. 1886); Peyer, Medizinischer Atlas der Mikroskopie am Krankenbett (2. Aufl., Stuttg. 1887); Bizzozero, Handbuch der klinischen Mikroskopie (2. Aufl., Erlang. 1887).

Das M. hat in den letzten Jahren immer mehr an Wichtigkeit gewonnen; Botanik und Zoologie verdanken ihm den größten Teil ihrer neuern Erfolge, und auch für die Mineralogie und Gesteinslehre hat durch die neu eingeführte Benutzung des Mikroskops eine neue Epoche begonnen; die mikroskopische Beobachtung hat neue Wissenschaften begründet, z. B. die Histologie, die Cellularpathologie etc., und aus diesen Wissenschaften sowie aus der neuern Bakterioskopie hat die Medizin bereits eine tiefere Kenntnis der Krankheiten und der Mittel, sie zu heilen und zu verhüten, gewonnen. Physik und Chemie sind durch das M. gefördert worden; die Technik bedient sich desselben zur Untersuchung von Naturprodukten, Nahrungsmitteln, Fabrikaten etc. Die mikroskopische Fleischschau schließt trichinenhaltiges Fleisch vom Verbrauch aus, welches ohne diese Untersuchungen als Nahrungsmittel verwendet worden wäre. Die Benutzung des Mikroskops bietet sonach auch für alle möglichen Fälle des gewöhnlichen Lebens praktische Vorteile. Schließlich ist noch des Mikroskops als Unterrichtsmittels zu erwähnen. Man hat durch mechanische Zeichenapparate die mikroskopischen Bilder fixiert und sie dann auf gewöhnliche Weise vervielfältigt; in neuerer Zeit sind sie photographiert worden, und für Vorlesungen hat man leicht bewegliche Mikroskope konstruiert (s. oben). Endlich hat man auch Mikroskope ersonnen, die das Bild gleich für ein ganzes Auditorium sichtbar machen (s. Sonnenmikroskop).

Mikroskop. Über die Anwendung apochromatischer Linsen s. Glas (Bd. 17).