Mikroskopie. Kleines betrachten

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1 Mikroskopie griechisch μικροσ = mikros = klein σκοπειν = skopein = betrachten Kleines betrachten Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -1-

2 Mikroskoptypen Durchlicht Aufrechte Mikroskope Stereomikroskope Inverse Mikroskope Auflicht Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -2-

3 3 Kernpunkte der Mikroskopie Um Kleines betrachten zu können, müssen 3 Kernpunkte unbedingt beachtet werden 1. Vergrößerung 2. Auflösung 3. Kontrast Nur wenn diese 3 Kernpunkte beachtet werden, wird die Information eines Objektes wirklichkeitsnah in ein mikroskopisches Bild des Objekts übersetzt Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -3-

4 Vergrößerung: Zweistufige Abbildung Gesamtvergrößerung am Mikroskop Vergrößerung = Maßstabszahl des Objektivs x Okularvergrößerung (z.b. Objektiv 10x und Okular 10x =>Gesamtvergrößerung 100fach) M Objektiv x V Okular Gegenstand Bild Gegenstandsweite Bildweite Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -4-

5 Auflösung: Numerische Apertur Je größer der Öffnungswinkel des Objektives (2) desto stärker gebeugtes Licht wird eingefangen desto kleinere Strukturen (1) werden aufgelöst Maß für Öffnungswinkel: Numerische Apertur = N. A. = n x sin α n = Brechzahl des Mediums zwischen Präparat und Objektiv n Luft = 1, n Glas = 1,51 α = halber Öffnungswinkel des Objektivs α 1 2 α Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -5-

6 Auflösung: Maximales Auflösungsvermögen Prof. Ernst Abbe ( ) Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -6-

7 Kontrast in Präparaten Amplitudenobjekte gefärbte Präparate oder Präparate mit Eigenfärbung Verringern der Amplitude = Intensität aller oder einiger Wellenlängen des Lichts durch Absorption Phasenobjekte ungefärbte Präparate Verlangsamung der Lichtgeschwindigkeit in Präparatstruktur mit höherer Brechzahl als Umgebung (n P > n U ). Keine Amplitudenverringerung I A A I A λ n U Präparat grau farbig I A x A n P x = Phasenverschiebung Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -7-

8 Kontrast: Hellfeld Name: Dunkle Präparatstrukturen vor hellem Hintergrund Präparate: Amplitudenobjekte Transparente, gefärbte Präparate Mikroskopaufbau: klassischer Strahlengang Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -8-

9 Dunkelfeld Name: Helle Präparatstrukturen vor dunklem Hintergrund Amplitudenobjekte und Phasenobjekte Ungebeugtes Licht trifft nicht ins Objektiv dunkler Hintergrund An Präparatstrukturen gebeugtes und gestreutes Licht trifft ins Objektiv helle Präparatstrukturen Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -9-

10 Dunkelfeld im Durchlicht Präparate Zellen, Bakterien, Blutplättchen, Staub, lichtbeugende Strukturen und Partikel unterhalb der Auflösungsgrenze des Lichtmikroskops (Ultramikroskopie) Mikroskopaufbau Kondensor mit Ringblende Licht bildet Hohlkegel, der das Präparat unter großem Winkel beleuchtet N.A. Objektiv < N.A. Kondensor Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -10-

11 Kontrast: Phasenkontrast Prinzip des Phasenkontrasts: Phasenverschiebung wird in sichtbare Intensitätsdifferenz umgewandelt Resultat: Objektstrukturen dunkel auf grauem Hintergrund Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -11-

12 Phasenkontrast Aufbau Ringblende im Kondensor in vorderer Brennebene, Präparat durch Ringblende beleuchtet Phasenring in Austrittspupille des Objektivs aufgedampft Ringblende wird auf Phasenring abgebildet, unbeeinflusstes Licht geht nur durch Phasenring und wird um 90 phasengedreht und abgeschwächt Von Präparatstrukturen gebeugtes und phasenverschobenes Licht trifft Phasenring nicht: keine Schwächung und zusätzlich noch weiter phasenverschoben Okular Zwischenbild Phasenring in Objektivpupille Objektiv Präparat Kondensor Ringblende Leuchtfeldblende Kollektor Lampe Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -12-

13 Kontrast: Einstellung des Phasenkontrasts Kondensor mit Ringblenden, Objektive mit Phasenringen Ringblende wird in Objektivpupille auf Phasenring abgebildet Ringblende und Phasenring durch Zentrierschrauben am Kondensor zur Deckung bringen Blick in den Tubus in hintere Brennebene des Objektivs bei entferntem Okular Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -13-

14 Köhlersche Beleuchtung Prof. August Köhler ( ) Optimale, homogene Ausleuchtung des Präparats durch Kondensor und Leuchtfeldblende Optimale Einstellung von Kontrast und Auflösung durch Kondensor und Aperturblende Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -14-

15 Der Weg der Lichtstrahlen - von der Leuchte bis zum Auge 1 = Lampenwendel 2 = Aperturblende 3 = Objektivpupille 4 = Pupille des Beobachterauges A = Leuchtfeldblende B = Präparatebene C = Zwischenbild im Okular D = Netzhaut im Beobachterauge Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -15-

16 Wie stelle ich mein Mikroskop richtig ein? Einschalten der Lichtquelle und Prüfen, ob Licht sichtbar wird Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -16-

17 Wie stelle ich mein Mikroskop richtig ein? Einstellen des richtigen Augenabstandes über Knickbrücke des Binokulartubus Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -17-

18 Wie stelle ich mein Mikroskop richtig ein? Präparat scharf einstellen durch Bewegen des Fokussiertriebs Abgleich der Fokussebenen mittels fokussierbarem Okular Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -18-

19 Wie stelle ich mein Mikroskop richtig ein? Optimierung der Ausleuchtung des Präparats ( Köhlern ): Verkleinern der Leuchtfeldblende Scharfes Abbilden der Leuchtfeldblende durch Bewegen des Kondensortriebs Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -19-

20 Wie stelle ich mein Mikroskop richtig ein? unscharfes Abbild der Leuchtfeldblende in der Präparatebene scharfes Abbild der Leuchtfeldblende Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -20-

21 Wie stelle ich mein Mikroskop richtig ein? Zentrieren des Bildes mittels Zentrierschrauben am Kondensorträger Öffnen der Leuchtfeldblende Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -21-

22 Wie stelle ich mein Mikroskop richtig ein? Leuchtfeldblende geschlossen und zenriert Leuchtfeldblende soweit geöffnet, dass ihr Rand das Sehfeld nicht mehr begrenzt Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -22-

23 Wie stelle ich mein Mikroskop richtig ein? Optimierung des Kontrasts durch Veränderung der Aperturblende: Zum Betrachten der Aperturblende wird ein Okular herausgenommen. Justierung der Aperturblende (Maximale Auflösung wenn die Aperturblende auf 66% bis 80% des Pupillendurchmessers eingestellt ist) Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -23-

24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Carl Zeiss Center for Microscopy / Jörg Steinbach -24-

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