Ein Mikroskop (aus dem Altgriechischen: μικρός, mikrós, "klein" und σκοπεῖν, skopeîn, "schauen" oder "sehen") ist ein Instrument, mit dem Objekte betrachtet werden können, die zu klein sind, um sie mit bloßem Auge zu sehen. Die Mikroskopie ist die Wissenschaft von der Untersuchung kleiner Objekte und Strukturen mit einem solchen Instrument. Mikroskopisch bedeutet unsichtbar für das Auge, es sei denn, es wird ein Mikroskop verwendet.
Es gibt viele Arten von Mikroskopen, und sie können auf verschiedene Weise gruppiert werden. Eine Möglichkeit besteht darin, die Art und Weise zu beschreiben, wie die Instrumente mit einer Probe interagieren, um Bilder zu erzeugen, indem sie entweder einen Licht- oder Elektronenstrahl auf eine Probe in ihrem Strahlengang schicken, oder indem sie mit einer Sonde über die Oberfläche einer Probe und in einem kurzen Abstand zu ihr scannen. Das gebräuchlichste Mikroskop (und das erste, das erfunden wurde) ist das Lichtmikroskop, das Licht verwendet, um eine Probe zu durchdringen und ein Bild zu erzeugen. Andere wichtige Arten von Mikroskopen sind das Fluoreszenzmikroskop, das Elektronenmikroskop (sowohl das Transmissionselektronenmikroskop als auch das Rasterelektronenmikroskop) und die verschiedenen Arten von Rastersondenmikroskopen.
Geschichte
Obwohl Objekte, die Linsen ähneln, 4.000 Jahre alt sind und es griechische Berichte über die optischen Eigenschaften von mit Wasser gefüllten Kugeln gibt (5. Jahrhundert v. Chr.), gefolgt von vielen Jahrhunderten an Schriften über Optik, geht die früheste bekannte Verwendung von einfachen Mikroskopen (Lupen) auf die weit verbreitete Verwendung von Linsen in Brillen im 13. Jahrhundert zurück. Die frühesten bekannten Beispiele von zusammengesetzten Mikroskopen, die eine Objektivlinse in der Nähe des Präparats mit einem Okular zur Betrachtung eines realen Bildes kombinieren, erschienen in Europa um 1620.
Der Erfinder ist unbekannt, obwohl im Laufe der Jahre viele Behauptungen aufgestellt wurden. Einige davon drehen sich um die Brillenherstellungszentren in den Niederlanden, darunter die Behauptung, es sei 1590 von Zacharias Janssen (eine Behauptung, die von seinem Sohn aufgestellt wurde) und/oder Zacharias' Vater, Hans Martens, erfunden worden, die Behauptung, es sei von ihrem Nachbarn und rivalisierenden Brillenhersteller Hans Lippershey erfunden worden (der 1608 das erste Fernrohrpatent anmeldete), und die Behauptung, es sei von dem im Ausland lebenden Cornelis Drebbel erfunden worden, der 1619 eine Version in London hatte.
Galileo Galilei (manchmal auch als Erfinder des zusammengesetzten Mikroskops genannt) scheint nach 1610 herausgefunden zu haben, dass er sein Fernrohr scharf stellen konnte, um kleine Objekte zu betrachten, und baute, nachdem er ein von Drebbel gebautes zusammengesetztes Mikroskop gesehen hatte, das 1624 in Rom ausgestellt wurde, seine eigene verbesserte Version. Giovanni Faber prägte den Namen Mikroskop für das zusammengesetzte Mikroskop, das Galilei 1625 bei der Accademia dei Lincei einreichte (Galilei hatte es "occhiolino" oder "kleines Auge" genannt).
Lichtmikroskop
Das Lichtmikroskop, auch Lichtmikroskop genannt, ist eine Art von Mikroskop, das üblicherweise sichtbares Licht und ein System von Linsen verwendet, um vergrößerte Bilder von kleinen Objekten zu erzeugen. Optische Mikroskope sind die älteste Bauform von Mikroskopen und wurden in ihrer heutigen zusammengesetzten Form möglicherweise im 17. Jahrhundert erfunden. Grundlegende optische Mikroskope können sehr einfach sein, obwohl viele komplexe Designs darauf abzielen, Auflösung und Probenkontrast zu verbessern.
Das Objekt wird auf einem Tisch platziert und kann direkt durch ein oder zwei Okulare des Mikroskops betrachtet werden. Bei Hochleistungsmikroskopen zeigen beide Okulare typischerweise das gleiche Bild, aber bei einem Stereomikroskop werden leicht unterschiedliche Bilder verwendet, um einen 3-D-Effekt zu erzeugen. Zur Aufnahme des Bildes (Schliffbild) wird in der Regel eine Kamera verwendet.
Die Probe kann auf verschiedene Arten beleuchtet werden. Transparente Objekte können von unten beleuchtet werden und feste Objekte können mit Licht beleuchtet werden, das durch (Hellfeld) oder um (Dunkelfeld) die Objektivlinse herum kommt. Polarisiertes Licht kann verwendet werden, um die Kristallorientierung von metallischen Objekten zu bestimmen. Die Phasenkontrast-Bildgebung kann verwendet werden, um den Bildkontrast zu erhöhen, indem kleine Details mit unterschiedlichem Brechungsindex hervorgehoben werden.
Eine Reihe von Objektivlinsen mit unterschiedlichen Vergrößerungen sind in der Regel auf einem Revolverkopf montiert, so dass sie gedreht werden können und eine Vergrößerung möglich ist. Die maximale Vergrößerungsleistung von Lichtmikroskopen ist wegen des begrenzten Auflösungsvermögens von sichtbarem Licht typischerweise auf etwa 1000fach begrenzt. Die Vergrößerung eines zusammengesetzten optischen Mikroskops ist das Produkt aus der Vergrößerung des Okulars (z. B. 10x) und der Objektivlinse (z. B. 100x), so dass sich eine Gesamtvergrößerung von 1.000× ergibt. Modifizierte Umgebungen wie die Verwendung von Öl oder ultraviolettem Licht können die Vergrößerung erhöhen.
Alternativen zur Lichtmikroskopie, die kein sichtbares Licht verwenden, sind die Rasterelektronenmikroskopie, die Transmissionselektronenmikroskopie und die Rastersondenmikroskopie, mit denen wesentlich höhere Vergrößerungen erreicht werden können.