Işık mikroskobu

Ernst Abbe tarafından hesaplanan optikli 1879'dan Carl Zeiss'ten "büyük mikroskop" .

Işık mikroskopları ( Yunan μικρόν micrón'dan "küçük" ve σκοπεῖν "bir şeye bakmak için" skopein ) , ışık yardımıyla küçük yapıların veya nesnelerin büyük ölçüde büyütülmüş görüntülerini üreten mikroskoplardır . Büyütme yasalarına uygun olarak gerçekleşir optik kullanarak refraksiyon ait ışığında üzerinde cam mercekler .

Oluşturulan görüntüdeki yapıları tanıyabilmek için, görüntünün aşağıdaki gibi birçok biyolojik nesnede bulunan yeterli kontrastı içermesi gerekir . B. doku bölümleri veya küçük su yaşamı hemen hemen mevcut değildir. Bu tür nesneler için 'tipik' mikroskobik prosedür , kontrastın aydınlatılmış örnekteki renkli veya koyu yapılardan kaynaklandığı ve gerekirse nesnenin ek yapay renklendirilmesiyle takviye edilen parlak alan mikroskobudur . Renksiz numuneler söz konusu olduğunda, kontrast, optik yoğunluktaki (kırılma indisi) farklılıkları parlaklıktaki farklılıklara dönüştürerek özel aydınlatma yöntemleri kullanılarak da oluşturulabilir. Bu, karanlık alan mikroskobu , faz kontrast mikroskobu ve diferansiyel girişim kontrastı (DIC) ile veya mikroskopinin ilk günlerinde zaten kullanılan eğik aydınlatmalı yöntemle olur. Numunenin polarizasyon davranışındaki farklılıklar polarizasyon mikroskobunda kullanılır . Örnekteki floresan yapılar, floresan mikroskopisi ve sayısız özel prosedürleri için bir ön koşuldur . Diğer mikroskobik yöntemler, eş odaklı mikroskopi ve çok tonlu mikroskopidir . Tüm bu prosedürler kendi makalelerinde ele alınmıştır. Buradaki makale, çeşitli mikroskobik prosedürlerin ortak ilkelerini sunar.

Ne kadar basit ve bileşik mikroskoplar çalışır?

Işık mikroskobu "basit" veya "bileşik" mikroskoplarla yapılabilir. Bugünün mikroskopları tipik olarak "bileşik mikroskoplardır".

Basit mikroskoplar

Van Leeuwenhoek mikroskobunun kopyası. Ayrıntılar için metne bakın.

Basit mikroskoplar, büyütme için yalnızca tek bir optik sisteme sahiptir ve bir büyüteç gibi çalışır (büyütme ilkesi için oraya bakın). Başlangıçta bunun için sadece tek bir cam mercek kullanıldı . Mikroskoplara özgü yüksek büyütme oranını elde etmek için çok kısa bir odak uzaklığı gereklidir. Lens yüzeyinin ilişkili güçlü eğriliği nedeniyle, lens milimetre aralığında küçük bir çapa sahip olmalıdır. Göze uygun şekilde küçük bir mesafede tutulmalıdır, bu da yorucu ve bu mikroskopların genel olarak kullanılmamasına yol açmıştır. En basit durumda, basit bir mikroskop yalnızca bir cam mercek ve bunun için bir tutucudan oluşuyordu.

En iyi bilinenler muhtemelen Antonie van Leeuwenhoek tarafından inşa edilen ve 200 kattan fazla büyütme elde edilen cihazlardır. Bununla 17. yüzyılın sonunda çok sayıda bilimsel keşif yaptı. Şekilde gösterilen böyle bir mikroskobun kopyası, göze yakın yüzeyde yatan tarafı ile tutulur. Resmin sağında, bir eşkenar dörtgenin sonunda, üzerine numunenin monte edildiği ve bir vida dişi kullanılarak uç ile yerine getirildiği bir uç görülebilir. Bunun altında cam mercek metal plakaya gömülüdür.

Zamanla, basit mikroskopların sayısız çeşidi geliştirilmiştir. B. "pire camı", pusula mikroskobu, basit vidalı namlu mikroskopları, klasik diseksiyon mikroskopları ve sözde botanik mikroskoplar. Daha iyi görüntüleme kalitesi arayışında, 19. yüzyılda değerli taş lensler de yüksek kırılma indisi ve dolayısıyla daha düşük küresel aberasyon veya görüntüleme hatalarını azaltmak için iki veya üç planokonveks lens kombinasyonu (çift, üçlü) nedeniyle kullanıldı. Büyütmeyi değiştirmek için vidalı montajlı birleştirilebilir tek lensli basit mikroskoplar da vardı. Bu tür basit mikroskoplar 19. yüzyılın sonuna kadar sunuldu. Örneğin, şirket Jena'da kurulduktan sonra, 1850'lerden itibaren Zeiss, 125x'e kadar çiftler ve 300x'e kadar üçüz büyütme ve 1895'te başka bir çift 70x üretti.

Yüksek büyütme oranına sahip basit bir mikroskobun göze yakın tutulması gerektiğinden, numune genellikle sadece arkadan aydınlatılabilir. Kural olarak, iletilen ışık kullanılır. Johann Lieberkühn (1740) , lensi çevreleyen ve nesneye doğru yönlendirilen içbükey bir aydınlatma aynası icat ettiğinden beri, ışıkla aydınlatma olasılığı da ortaya çıktı. O dönemde daha düşük büyütme oranına sahip basit "doğal bilim adamı mikroskopları" çoğunlukla yansıyan ışık mikroskoplarıydı.

Bileşik mikroskop ile iki aşamalı büyütme

Bileşik mikroskop ile iki aşamalı büyütme

Kombine mikroskoplar, her biri kendi büyütme oranına sahip, seri bağlı en az iki optik sistemden oluşur. Ön mercek , objektif , büyütülmüş gerçek bir görüntü oluşturur , ara görüntü , mercek tarafından ikinci kez büyütülür. Göz merceği bir büyüteç gibi çalışır ve ara görüntünün sanal bir görüntüsünü oluşturur . Toplam mikroskop büyütme amacı büyütme ve göz merceği büyütme ürünüdür. 20x objektif ve 10x göz merceği ile toplam büyütme 200x'tir.

İlk bileşik mikroskoplar sadece iki ayrı mercekten oluşuyordu ve çok geçmeden göz merceği, kullanılabilir görüntü alanını genişletmek ve sapmaları azaltmak için iki mercekten oluşuyordu (örneğin Huygens mercek ). Modern mikroskoplarda, objektifler ve göz mercekleri, çeşitli optik sapmaları telafi etmek için birkaç mercekten oluşur . Burada, yalnızca 19. yüzyılda yeni cam türlerinin tanıtılmasıyla sınırlı olan isimdeki renk sapmaları hakkında . Lens ve göz merceğindeki sapmalar çoğaldığından, bileşik mikroskoplar başlangıçta basit mikroskoplardan daha düşüktü. Hedefler ve göz mercekleri genellikle birbirinin yerine kullanılabilir, böylece büyütme eldeki göreve uyarlanabilir.

Kompozit mikroskop tasarımları

İletilen ışık veya yansıyan ışık mikroskobu

  • Lensin önündeki (koyu mavi) odak düzleminde (noktalı çizgi) bulunan mikroskobik bir preparatın (kırmızı oval) aydınlatma seçenekleri (metne bakınız).

  • Robert Hooke , 17. yüzyılda yansıyan ışık mikroskobu ile çalıştı.

  • Yanal gelen ışıkla stereo mikroskopta böcek gözlemi.

Işığın numuneye düştüğü tarafa bağlı olarak, olay ve iletilen ışık arasında veya olay ile iletilen ışık mikroskobu arasında bir ayrım yapılır.

İçinde iletilen ışık mikroskobu mikroskop (şemada turuncu oklar) amacı tarafından alınmadan önce, aydınlatma şekilde arkadan numune geçirilir. Bu nedenle şeffaf veya ince dilimlenmiş müstahzarlar gereklidir. Bu teknik, en yaygın mikroskobik yöntemde, iletilen ışık parlak alan mikroskobunda kullanılır .

Olarak yansıyan ışık mikroskobu , ışık ya da numune üzerine amacı ile mikroskop (açık mavi oklar) yönlendirilir veya yan (yeşil ok) yayılır. Numune tarafından yansıtılan ışık da objektif tarafından yakalanır. Opak numunelerle gelen ışık mikroskobu da mümkündür. Bu tür müstahzarlar malzeme biliminde yaygındır, örneğin, bir malzemenin numunelerinin öğütülmesi ve cilalanmış veya kazınmış yüzeyler olduğu ve daha sonra mikroskobik olarak incelendiği yerlerde. Hedef yoluyla gelen ışık aydınlatması , floresan mikroskobunda da yaygındır. Stereo mikroskoplar genellikle yanal gelen ışıkla çalışır.

Yanal aydınlatma (macenta renkli ok) bazı özel prosedürlerde kullanıldı veya kullanıldı (bkz. Yarık ultrasonik mikroskop ve ışık diski mikroskobu ).

Tipik bir bileşik iletimli ışık mikroskobunun yapısı

Basit tasarımlı bir kompozit iletimli ışık mikroskobu: A) mercek , B) objektif , C) mikroskop lamı, D) yoğunlaştırıcı , E) nesne tablosu, F) aydınlatma aynası

Tipik bir iletilen ışık mikroskobunun bileşenleri şu şekilde birlikte çalışır:

  • Lens (B) bir oluşturur gerçek görüntü , ara görüntü . Modern mikroskoplar genellikle objektif bir burunluğa monte edilmiş çeşitli objektiflerle donatılmıştır. Bu, tareti çevirerek hedefin hızlı bir şekilde değiştirilmesini sağlar.
  • Ara görüntü, mercek (A) tarafından bir kez daha büyütülür. Ara görüntü düzlemi tipik olarak göz merceği içinde bulunur. Mikroskobun toplam büyütmesi, objektif ve göz merceğinin büyütmeleri çarpılarak hesaplanır. Çoğu oküler 10x (10x) büyütmeye sahiptir. Sık objektif büyütmeler 10 × ile 100 × arasındadır.
  • Objektif ve oküler arasında tüp adlandırılan boru .
  • Hazırlık (ayrıca: nesne) genellikle iletilen ışık mikroskoplarında cam slayta (C) tutturulur . Slayt, numune tablasına (E) tutturulur.
  • Aşağıdan gelen ışığın nesneyi en iyi şekilde aydınlatmasını sağlamak için, iletilen ışık mikroskopları ayrı bir mercek sistemine, yoğunlaştırıcıya (D) sahiptir. Bu sahneye eklenir.
  • Sahne, nesneye odaklanmak için yukarı ve aşağı hareket ettirilebilir. Kondansatör onunla birlikte hareket ettirilir.
  • Bir ayna (F), eski ve çok basit yeni mikroskopların ışık kaynağı olarak hizmet eder. Aksi takdirde bir elektrik ışık kaynağı kullanılır.

Hazırlık, kritik aydınlatma veya Köhler aydınlatması ile aydınlatılabilir (aşağıya bakınız).

Tüp uzunluğu, sonlu optik ve sonsuz optik

Sonsuz optikli bir bileşik mikroskopta ışın yolu.

Daha eski veya daha küçük mikroskopların hedefleri, tanımlanmış bir tüp uzunluğuna uyarlanır ve kesin olarak tanımlanmış bir mesafede gerçek bir ara görüntü oluşturur, bu daha sonra oküler optikler tarafından büyütülür. Üreticiler, 160 mm tüp uzunluğu üzerinde anlaştılar, eski mikroskoplarda bu tüp uzunluğu farklı olabilir. Leitz / Wetzlar şirketi , 170 mm'lik şirket içi bir standarda göre üretildi .

Bununla birlikte, bu tanımlanmış tüp uzunluğunun bazı dezavantajları vardır. Optik elemanlar ve düzenekler, z. B. basitçe bunun için yeterli alan yoktu. Daha yeni mikroskoplar bu nedenle "sonsuz optikler" ile donatılmıştır. Bu durumda, mercek gerçek bir ara görüntü oluşturmaz, ancak ışık merceği sonsuz paralel ışınlar olarak terk eder, bu da "sonsuz" uzunlukta bir tüpü mümkün kılar. Böylece, ışın yoluna filtreler, ışın ayırıcılar, vb. Gibi herhangi bir sayıda ara eleman eklenebilir. Paralel ışık ışınlarından hiçbir görüntü ortaya çıkamayacağından, sonsuz tüplerin sonunda bir tüp mercek bulunmaktadır. Bu, paralel ışık huzmelerinden gerçek bir ara görüntü oluşturur ve bu daha sonra oküler optikler ile tekrar büyütülebilir. Sonsuz optik lensler genellikle üzerlerindeki ∞ ( sonsuzluk simgesi ) ile tanınabilir .

Sonsuz optiğin aksine, sabit bir tüp uzunluğuna sahip klasik optiğe "sonlu optikler" denir. Amaçlanan tüpün uzunluğu, uygun lenslerde milimetre cinsinden 160 veya 170 civarında belirtilir.

Dik ve ters çevrilmiş (ayrıca: ters çevrilmiş) mikroskoplar

Ters mikroskop. Hedefler numunenin altında bulunur.

Numunenin üzerinde bir amaca sahip bir mikroskop, dik mikroskop olarak adlandırılır. İletilen ışık mikroskopları ile ışık, alttan numuneye gelir. Yukarıda, ışığın göz merceğine gittiği mercek var. Bu daha yaygın olan türdür.

Bu ışık yolu tersine çevrilirse, ters veya tersine çevrilmiş bir mikroskoptan söz ederiz. İletilen ışık aydınlatması ile ışık numuneye yukarıdan düşer ve objektif onun altında bulunur. Rahat çalışmayı sağlamak için, ışık daha sonra döndürülür, böylece yukarıdan göz merceklerine bakmak mümkün olur (resme bakın).

Örneğin, hücre kültürünü gözlemlemek için ters mikroskoplar - kullanılan hücreler , çünkü kültür kabının altındaki hücreleri durdurur. Dik bir mikroskopla hücrelerden hedefe olan mesafe çok büyük olurdu. Bu tasarıma sahip mikroskoplar, kültür damarlarındaki ( hücre kültürü ) canlı hücrelerin incelenmesi için vazgeçilmez bir araçtır , örn. B. yama-kelepçe tekniğinde ve ayrıca yukarıdan preparasyona getirilen mikromanipülatörler kullanıldığında .

Hazırlığın aydınlatılması

Görüş alanını parlak bir şekilde aydınlatmak için iki yaygın aydınlatma yöntemi vardır. Kritik aydınlatma tarihsel yaşlıdır. Bugün hala bazı çok basit mikroskoplarda kullanılmaktadır. Köhler aydınlatma geliştirdi tarafından Ağustos Köhler hazırlık daha eşit aydınlatılmış sağlar. Bugün rutin ve araştırma mikroskoplarında standarttır. Koehler aydınlatmalı iletilen ışık parlak alan mikroskobu, tipik olarak faz kontrastı ve diferansiyel girişim kontrastı gibi özel ışık mikroskobik kontrast yöntemlerinin uygulanması için başlangıç ​​noktasıdır . Her iki aydınlatma yöntemi de orijinal olarak iletilen ışıklı parlak alan mikroskobu için geliştirilmiştir, ancak floresan mikroskobu gibi diğer yöntemlerde de kullanılmaktadır.

Kritik aydınlatma

Kritik aydınlatma ile, hazırlık düzleminde ışık kaynağının küçültülmüş bir görüntüsü oluşturulur. Bir ampul ışık kaynağı olarak kullanılırsa, filamanın olduğu görüntüsü içinde odak düzlemine yardımıyla kondenser . Bu, numunenin mümkün olan maksimum parlaklıkta aydınlatılmasını sağlar. Odak uzunluğu , bir mikroskop kondansatör genellikle oldukça kısadır. Mikroskobun odak düzleminde ışık kaynağının bir görüntüsünü oluşturabilmek için, kondansatör ilk önce numuneye yakın konumlandırılmalıdır. İkinci olarak, ışık kaynağı, ön odak düzleminin açıkça önünde olması için yoğunlaştırıcıdan nispeten uzakta olmalıdır . Filamentin görüntüsünün numune yapılarını tanımayı zorlaştırmasını önlemek için, yoğunlaştırıcının altındaki aydınlatma ışını yoluna buzlu bir cam filtre yerleştirilir. Bu yeterli değilse, yoğunlaştırıcı biraz aşağı indirilebilir, böylece filamentin görüntüsü bulanıklaşır.

Işık kaynağı olarak akkor lamba kullanan kritik aydınlatma şeması. Lambadan daha fazla ışık kullanmak için kısa bir süre sonra bir kollektör (toplama merceği) takılabilir.

Aydınlatma için lamba kullanılmazsa, gün ışığı için bir ayna kullanılırsa, bu genellikle bir tarafı düz, diğer tarafı boştur. İçbükey ayna, kondansatör çikartildiinda düşük büyütme ile amaçları için kullanılabilir. Daha yüksek büyütmelerde, aydınlatma numunenin daha küçük bir alanında yoğunlaştırılmalıdır. Bu, düzlem aynası kullanılarak kondansatör ile yapılır . Gün ışığı aydınlatması ile pencere çerçeveleri gibi ortamdaki yapılar kritik aydınlatmada gösterilebilir. Kondansatörün altındaki buzlu cam filtre veya kondansatör indirme işlemi de burada yardımcı olabilir.

Köhler aydınlatma

19. yüzyılın sonunda August Köhler mikrofotografi , yani mikroskop yardımıyla fotoğrafçılıkla uğraştı . Doğrudan göz merceğinden gözlemlendiğinde , görüş alanının eşit olmayan parlaklığı kritik ışıklandırmada nispeten daha az rahatsız ediciydi, çünkü numune gerektiği gibi ileri geri hareket ettirilebiliyordu. Bununla birlikte, fotomikrografide, eşit olmayan aydınlatma, düşük görüntü kalitesine neden oldu. Bu nedenle, aynı yüksek genel parlaklıkta tek tip parlaklığa izin veren bir süreç geliştirdi. Bugün kendi adını taşıyan bu yöntemi 1893'te yayınladı. Köhler aydınlatmasının ayarlanma sürecine Köhler denir.

Tek tip görüş alanı aydınlatmasına ek olarak, Köhler aydınlatmasının başka bir avantajı daha vardır: sadece gerçekten gözlemlenen numune alanı aydınlatılır. Bu, komşu alanlarda ortaya çıkabilecek istenmeyen başıboş ışığı önler. Bu tür bir aydınlatma ile, ışık kaynağının bir görüntüsü numune düzleminde değil, kondansatörün altındaki diyafram düzleminde üretilir. Buna kondansatör diyaframı veya açıklık diyaframı denir. Buna karşılık, ışıklı alan diyaframının bir görüntüsü (ayrıca: alan diyaframı) hazırlık düzleminde keskin bir şekilde görüntülenir. Bu açıklık, ışık kaynağının yakınında bulunur, genellikle mikroskobun tabanına yerleştirilir. Numune düzlemindeki görüntü, yoğunlaştırıcı yukarı veya aşağı hareket ettirilerek odaklanır. Köhler aydınlatması ancak yapay bir ışık kaynağı ile mümkündür.

Köhler'in aydınlatmasında dolaşan kiriş yolları. Açıklamalar için ana metne bakın.

Bir Kohler mikroskobu, birbiriyle ilişkili, iç içe geçmiş iki ışın yoluna sahiptir ve ikisinin her biri birkaç "eşlenik düzlem" e sahiptir, yani düzlemlerden birinde odakta olan, diğer eşlenik düzlemlerde de odaktadır.

Görüntüleme ışık alanı diyaframı (A), numune düzlemi (B): ışın yolu (çizim üzerinde daha düşük bir) (çizimde açık mavi olarak gösterilmiştir), aşağıdaki konjugat düzleme sahiptir, ara görüntü ( C), gözlemcinin retina ( D). Bunu başarmak için Köhlern işlemi sırasında önce mikroskop, ara görüntüde ve retinada keskin olacak şekilde numunede gözlenecek yapılara odaklanır. Ardından, kondansatör diyaframı gibi, iris diyaframı olarak tasarlanan ışıklı alan diyaframı, başlangıçta çekilerek kapatılır ve kondansatörün yüksekliği, ışıklı alan diyaframının kenarı da odakta gösterilecek şekilde ayarlanır. Gerekirse, yoğunlaştırıcı, ışıklı alan diyaframının açıklığının görüntüsü tam olarak görüş alanının merkezinde olacak şekilde ortalanabilir. Ardından alan diyaframı, kenarı artık görünmeyecek kadar açılır.
Aydınlatma ışın yolu ışık kaynağı (1), kondenser diyaframı (2), hedef (3) arka odak düzlemi, (yukarıda çizimde) aşağıdaki (çizimde açık mavi olarak gösterilmiştir) konjügat düzleme sahiptir, gözbebeğinin gözlemci (4).

Köhler aydınlatması, ışık kaynağının alan diyaframının açılması olduğu kritik aydınlatma olarak görülebilir.

Çözünürlük ve büyütme

Mikroskop hedefi: sayısal açıklık 0.8 ve 60 kat büyütme ile akromatik
Kesitte mikroskop amacı: 0,65 sayısal açıklık ve 40 kat büyütme ile akromatik

Ekipman optimal ise ve yağa daldırma kullanılıyorsa, esasen 19. yüzyılda geliştirildiği şekliyle klasik ışık mikroskobu, 0.2 ila 0.3 µm veya daha uzak olan nesneleri en iyi şekilde ayırt edebilir. Başarılabilir çözünürlüklü cihazların mevcut kalite, tarafından ancak fiziksel yasalar tarafından belirlenmez. Diğer şeylerin yanı sıra, kullanılan ışığın dalga boyuna da bağlıdır .

1990'lardan beri geliştirilen ve doğrusal olmayan boya özelliklerine dayanan işlemler de bu Abbe sınırının altında çözünürlüğe izin verir .

Mikroskobun küçük nesnelerin yapılarını ayırt edilebilir bir şekilde (kontrastın yanı sıra) görüntüleyebilmesi için belirleyici olan büyütme değil çözünürlüktür . Bu ilişki yalnızca optik radyasyon ile anlaşılmamalıdır , ışığın dalga doğasından kaynaklanır. Ernst Abbe , sayısal açıklığın çözünürlük üzerindeki belirleyici etkisini fark eden ilk kişiydi . Faydalı bir geliştirme olarak verdi

içinde. Bu, mercek tarafından çözülen en küçük yapıların, göz merceğinden görüntülendikten sonra gözde çözülebileceği anlamına gelir, yani yaklaşık 2′'lik bir açıyla ( ark dakikası ) görünür . Daha yüksek bir büyütme seçilirse (örneğin, yüksek büyütmeli bir göz merceği kullanılarak), nesnenin görüntüsü daha da büyük görüntülenir, ancak başka nesne ayrıntıları görülemez. Lensler ve göz mercekleri bu nedenle birbirleriyle koordine edilmelidir.

Dalga optiği yasalarına göre , ışık mikroskobunun çözünürlüğü, aydınlatmanın dalga boyunun boyutu ile sınırlıdır, bkz. Sayısal açıklık .

Abbe sınırının ötesindeki çözünürlükler

Konfokal lazer tarama mikroskobu (üstte) ve 3D SIM mikroskopisinin (altta) çözünürlüğünün karşılaştırılması. Nükleer gözenekler (anti-NPC, kırmızı), nükleer zarf (anti- Lamin B , yeşil) ve kromatin ( DAPI , mavi) bir fare hücresinde aynı anda boyandı. Ölçek çubuğu 1 um'ye karşılık gelir.

1971'de Thomas Cremer ve Christoph Cremer , hologram olarak adlandırılan tüm uzamsal yönlerde bir girişim alanı tutan kırınım sınırının üstesinden gelmek için ideal bir hologramın oluşturulması üzerine teorik hesaplamalar yayınladılar .

1990'lardan beri, Abbe sınırının ötesinde optik çözünürlüğe izin veren birkaç yöntem geliştirilmiştir. Hepsi flüoresan mikroskopisine dayalıdır ve bu nedenle bu makalenin artan çözünürlük bölümünde prosedürde bahsedilmiştir .

Aşağıdaki yeni ışık mikroskobik geliştirmeleri, klasik Abbe sınırının ötesinde bir çözünürlüğe izin verir:

Kontrast elde etme yöntemi

Özel uygulamalar için mikroskoplar

  • Bir stereomikroskop her iki göz için numuneyi farklı açılardan gösteren ve böylece üç boyutlu bir izlenim yaratan ayrı ışın yollarına sahiptir .
  • Bir çizgi mikroskobu , bir teodolit üzerindeki bir okuma cihazıdır, araştırmada kullanılan bir açı ölçüm cihazıdır.
  • Bir cerrahi mikroskop ameliyathanede doktorlar tarafından kullanılır.
  • Bir trichinoscope eti incelerken trichinae (yuvarlak solucan) tespit etmek için kullanılır.
  • Yaylı çalgılardaki tellerin titreşimini incelemek için bir titreşim mikroskobu kullanılır.
  • Bir ölçüm mikroskobu , numunenin ölçülmesini sağlayan ek bir cihaza sahiptir.
  • Örneğin bir bilgisayar mikroskobu, görüntüyü görüntülemek için kullanılan bir USB kablosu kullanılarak bir bilgisayara bağlanabilir .

Tarih

Bir mikroskop yardımıyla yapılan, günümüze ulaşan en eski çizim: arılar. Francesco Stelluti , 1630.
Robert Hooke'un Micrographia (1665) üzerinde çalıştığı ve birlikte hücreleri keşfettiği bileşik mikroskobu , yansıyan ışık mikroskobu. Solda, nesnenin üzerinde parlayan aydınlatma cihazı.

Su dolu cam kaseleri kullanarak büyütme ilkesi Romalılar ( Seneca ) tarafından zaten tanımlanmıştı ve büyütme lensleri 16. yüzyılın başlarında biliniyordu.

Hollandalı gözlük üreticisi Hans Janssen ve oğlu Zacharias Janssen , 1590'da ilk bileşik mikroskobun mucitleri olarak kabul ediliyor. Ancak bu, Zacharias Janssen'in 17. yüzyılın ortalarında yaptığı bir açıklamaya dayanmaktadır. Tarih şüpheli çünkü Zacharias Janssen'in kendisi sadece 1590'da doğdu. 1609'da Galileo Galilei , dışbükey ve içbükey lensli bir bileşik mikroskop olan Occhiolino'yu geliştirdi . Ancak Zacharias Janssen, bir yıl önce Frankfurt ticaret fuarında aynı işlevsel prensibe sahip bir cihazı çoktan göstermişti. Galileo'nun mikroskobu, 1603'te Federico Cesi tarafından kurulan Roma'daki " Lynx Akademisi " tarafından kutlandı . Akademisyen Francesco Stelluti'nin 1630'dan kalma bir çizimi, mikroskop yardımıyla yapılan en eski çizim olarak kabul edilir. Arıların üç görüntüsünü (yukarıdan, aşağıdan ve yandan) ve ayrıca genişletilmiş ayrıntıları gösterir. Arı , Papa Urban VIII'in ait olduğu Barberini ailesinin arması üzerinde göründü . Stelluti, resmin yukarısındaki bir pankartta şunları yazdı: " Lynx Akademisi'nden Urban VIII. Pontifex Optimus Maximus [...] için ve bu sembolü size sonsuz saygı ile adadık ".

Yine Hollandalı olan Christiaan Huygens (1629–1695) 17. yüzyılın sonlarında basit bir iki mercekli oküler sistem geliştirdi. Zaten renksiz olarak düzeltildi, bu nedenle daha az renk hatası vardı ve bu nedenle mikroskopta optiklerin iyileştirilmesi için büyük bir adımdı. Huygens göz mercekleri bugün hala üretilmektedir, ancak görsel olarak modern geniş alan göz merceklerinden önemli ölçüde daha düşüktür.

Robert Hooke bile 1665'inde Micrographia çizimlerini bir bileşik mikroskop olarak yayınladı (şekle bakın). Kitabında sunduğu en güçlü genişlemeler 50 kez oldu. Ön lenste (objektif) ve göz merceğinde meydana gelen sapmalar , daha ince detaylar görülemeyecek şekilde çoğaldığı için daha yüksek büyütmeler mümkün değildi .

Wilson'ın vidalı tüp mikroskobu olarak adlandırılan tek lensli mikroskop. 1760 civarı . Daha ayrıntılı efsane mevcut .

Antoni van Leeuwenhoek (1632–1723) bu nedenle farklı bir yaklaşım benimsedi. Bir mercek ne kadar eğimli olursa, büyütme o kadar büyük olur. Küçük, yaklaşık olarak küresel lensler bu nedenle en büyük büyütmeye sahiptir. Leeuwenhoek, daha önce yeterince ustalaşmamış bir teknik olan en küçük lensleri tam olarak bileme konusunda çok başarılıydı. Tek lensli basit mikroskoplarının kullanımı zahmetliydi, ancak yalnızca bir lens kullandığından sapmaları çoğaltmaya gerek yoktu. Mikroskopları 270 kata kadar büyütüldü. Leeuwenhoek, "Animalkulen", tek hücreli bakteri ve protozoa adını verdiği şeyi bu şekilde keşfetti.

1768'de, Michel Ferdinand d'Albert d'Ailly , Duc de Chaulnes (1714–1769), ölçüm amaçları için özel olarak tasarlanmış ilk ölçüm mikroskobunu tanımladı .

Robert Brown, 1830'da hala basit bir mikroskop kullanıyordu ve hücre çekirdeğini ve Brownian moleküler hareketini keşfetti . Bileşik mikroskopların Leeuwenhoek'un basit mikroskobu ile aynı görüntü kalitesini üretmesi 160 yıl önceydi.

19. yüzyıla kadar iyi birleşik mikroskoplar deneme yanılma yoluyla ve deneyime dayalı olarak üretiliyordu. 1873 civarında Ernst Abbe , bugün hala geçerli olan daha iyi mikroskoplar yapmak için gereken fiziksel prensipleri buldu. Sonuç olarak, çözünürlük sınırı artık malzemenin kalitesiyle değil, fiziksel kırınım yasalarıyla sınırlı olan bir hedefi ilk kez üretmek mümkün oldu. Bu fiziksel çözünürlük sınırı, Abbe sınırı olarak bilinir. İlgili mikroskoplar Carl Zeiss ile birlikte optik atölyesinde üretildi . Bunu yaparken Otto Schott tarafından geliştirilen optik camlardan ve August Köhler'in Köhler'in aydınlatması için geliştirdiği aydınlatma cihazından yararlandılar .

Ayrıca bakınız

Edebiyat

  • Jörg Haus: Optik mikroskopi . Wiley-VCH, Weinheim 2014, ISBN 978-3-527-41127-6 . 220 sayfa.
  • Michael Volger (Ed.: Irene K. Lichtscheidl): Çevrimiçi ışık mikroskobu. 17 Ağustos 2018'de erişildi (Viyana Üniversitesi'nde pratik uygulama için teorik giriş ve talimatlar. Ayrıca pdf dosyası olarak da mevcuttur (270 sayfa) .).
  • Dieter Gerlach: Işık mikroskobu. Hekimler ve biyologlar için işlev, kullanım ve özel prosedürlere giriş . 2. Baskı. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1985, ISBN 3-13-530302-0 .

İnternet linkleri

Vikisözlük: ışık mikroskobu  - anlamların açıklamaları , kelime kökenleri, eş anlamlılar, çeviriler
Vikikitap: Işık Mikroskobu  - Öğrenme ve Öğretme Materyalleri

Işık mikroskopları nasıl çalışır:

Tarihi ışık mikroskobu koleksiyonları:

  • Optik aletler müzesi: Tarihi mikroskoplar : 3000'den fazla fotoğrafla gösterilen, üreticileri ve kullanıcıları hakkında hikayeler içeren Almanya'da bilimsel mikroskop yapımının gelişimi
  • Mikroskop Müzesi : Işık mikroskobunun başlangıcından günümüze kelime ve resimlerle tarihçesi. Galeride farklı üreticilerin 100'den fazla mikroskobu sunulmaktadır.

Bireysel kanıt

  1. ↑ a b Gerald Turner: Mikroskoplar . Callwey Verlag, Münih 1981, ISBN 978-3-7667-0561-7 , s. 25-36 .
  2. ↑ Dieter Gerlach: Mikroskopi tarihi . Verlag Harri Deutsch, Frankfurt am Main 2009, ISBN 978-3-8171-1781-9 , s. 64-110, 171-179 .
  3. ↑ Hermann Schacht: Mikroskop ve uygulaması . Verlag GWF Müller, Berlin 1851, Bölüm: II.2.
  4. ^ Zeiss Jena: Katalog No. 30: Mikroskoplar ve mikroskobik yardımcı cihazlar . Kendi yayınladığı, Jena 1895, s. 105 .
  5. ↑ a b c d e Dieter Gerlach: Işık mikroskobu. Hekimler ve biyologlar için işlev, kullanım ve özel prosedürlere giriş . Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1976, ISBN 3-13-530301-2 , s. 64-71 .
  6. ↑ a b c d Jörg Haus: Optik mikroskopi, işlevsellik ve zıt yöntemler . John Wiley & Sons, 2014, ISBN 978-3-527-41286-0 , s. 17–21 ( Google Kitap aramada sınırlı önizleme ).
  7. ↑ August Köhler : Mikrofotografik amaçlı yeni bir ışıklandırma yöntemi . In: Journal of Scientific Microscopy . bant X. , Hayır. 4 , 1893, s. 433-440 ( archive.org'da çevrimiçi ).
  8. ↑ Ernst Abbe: Mikroskop teorisine ve mikroskobik algıya katkılar. In: Mikroskobik anatomi arşivleri. 9, 1873, s. 413-468.
  9. ↑ Alman Patenti DE 2116521 .
  10. ↑ İnşaat planı 1978: Yüksek çözünürlüklü ve alan derinliği / 4Pi Noktalı Hologram (PDF; 83 kB) ile eş odaklı lazer taramalı floresan mikroskobu .
  11. ↑ Bilgisayar mikroskobu : The better webcam , test.de, 23 Ocak 2003 (çevrimiçi olarak 26 Şubat 2013'te erişildi).
  12. ↑ Stephen Jay Gould : Marakeş'in Yalan Taşları: Doğal Tarihin Sondan Bir Önceki Keşifleri . S. Fischer, Frankfurt 2003, ISBN 3-10-027813-5 , s. 52-53 .
  13. ↑ Hugo Freund, Alexander Berg: Mikroskopi tarihi. Büyük araştırmacıların hayatı ve çalışmaları . Cilt I: Biyoloji . Umschau Verlag, Frankfurt am Main 1963, s. 4-5 .