Optik

Optische Linsen

Mikroskop

  • Was sind Sammellinsen …
  • … und was Zerstreuungslinsen?
  • Wie erzeugen Linsen eigentlich Bilder?
  • Was sind virtuelle …
  • … und was reelle Bilder?

Mikroskop

Im Prinzip besteht ein gewöhnliches Mikroskop aus zwei Sammellinsen, einem Objektiv und einem Okular. Im Gegensatz zum KEPLER-Fernrohr ist hier aber der abzubildende Gegenstand nicht groß und weit entfernt, sondern in der Regel klein und nahe.

Beim Mikroskop wird ein sehr kleiner Gegenstand (Gegenstandsgröße \(G\)), dessen Sehwinkel auch bei einer Annäherung von \(15\,\rm{cm}\) vor das Auge noch zu klein ist, durch eine erste Linse mit kurzer Brennweite (Objektiv) auf ein Zwischenbild \(B'\) abgebildet. Dieses Zwischenbild wird mit einer als Lupe verwendeten zweiten Linse (Okular) vom Auge betrachtet. Der Vergrößerungsfaktor ist das Verhältnis der Winkelweite \(\alpha \), unter dem das Bild \(B'\) (mit Mikroskop) auf die Augenlinse trifft, zur Winkelweite \(\alpha_0 \) unter dem es ohne Linsen aufs Auge treffen würde.

Funktionsweise des Mikroskops

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Abb.
2
Gegenstand in deutlicher Sehweite \(s\)

In Abb. 2 sehen wir einen Gegenstand mit der Gegenstandsgröße \(G\), der sich in der deutlichen Sehweite \(s\) vor dem Auge befindet. Der Gegenstand erscheint dem Auge unter dem Sehwinkel der Weite \(\alpha_0\). Durch das Auge wird der Gegenstand auf die Netzhaut abgebildet, das Bild dort hat die Bildgröße \(B\). Das Bild erscheint uns nach der Verarbeitung durch unser Gehirn aufrecht.

Die nachfolgende Animation in Abb. 3 zeigt das Lichtbündel, welches von einer Pfeilspitze ausgeht und durch das Mikroskop in das Auge des Betrachters gelangt.

3 Aufbau und Funktionsweise (Strahlengang) eines Mikroskops

Bei den heute üblichen Mikroskopen kann man bequem die Objektive austauschen, in dem man den "Objektiv-Revolver" verdreht. An den Objektiven stehen Zahlen wie z.B. 20x oder 100x. Sie bedeuten den Abbildungsfaktor.

Darüber hinaus kann das Okular aus seiner Halterung herausgezogen und durch ein anderes ersetzt werden. Auch hier gibt es eine Bezeichnung wie 5x oder 10x. Sie stellt die Okularvergrößerung dar. Durch Multiplikation des Abbildungsfaktors und der Okularvergrößerung erhält man dann die Gesamtvergrößerung des Mikroskops.

 

Die Vergrößerung des Mikroskops kann auch berechnet werden. Für besonders Interessierte und weit Fortgeschrittene haben wir angedeutet, wie diese Rechnung aussieht.

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