Fig. 7.
Fig. 7.
Fig. 8stellt den Längsdurchschnitt eines zusammengesetzten Mikroskops vor.obist dieLinseoder dasObjectiv, hier ein aus zwei Linsen zusammengesetztes Linsensystem, an den unteren Rand des inwendig geschwärztenRohresrangeschraubt.oist das Ocular in Form eines kurzen Cylinders, eingeschoben in das Rohrr. Die mit dem Ocular verbundene Sammellinsecmöge vorläufig ausser Betracht bleiben. Der kleine Pfeil vertritt den Untersuchungsgegenstand oder dasObjectund liegt auf einem Glasstreifen, demObjectglase. Wird der Gegenstand mit einer dünnen Glasplatte bedeckt, so ist diese dasDeckglas. Das Objectglas hat eine Platte oder einen Tischtzur Unterlage,Objecttischgenannt, welcher senkrecht unter dem Objective ein Loch hat. Das Objectglas liegt so auf diesem Tische, dass sich das Object gerade über dem Loche befindet.sist ein hohlgeschliffener Spiegel, dem beim Gebrauch des Mikroskops eine solche Stellung gegeben wird, dass sein Brennpunkt über dem Objecte zu liegen kommt, oder mit anderen Worten, dass sich die von ihmzurückgeworfenen Lichtstrahlen über dem Objecte durchschneiden. Dadurch wird das Object beleuchtet, natürlich wenn dieses durchsichtig ist oder doch einen gewissen Grad von Durchsichtigkeit hat. Undurchsichtige Objecte werden durch besondere Vorrichtungen von Oben, z. B. durch einenLieberkühn’schen Spiegel oder durch Linsen, beleuchtet.
Fig. 8.Ein zusammengesetztes Mikroskop im Durchschnitt.
Fig. 8.
Ein zusammengesetztes Mikroskop im Durchschnitt.
Diese wesentlichen Theile eines Mikroskops sind mit einer Säule mit Fuss in der Art verbunden, dass das Rohr oder der Tubusrin einer sich ihm dicht anschliessenden (federnden) Metallhülse gehalten wird, dass der Tischtmit dem Objecte dem Objectiveobbeliebig genähert und der Spiegelsin Lagen gebracht werden kann, in welchen er das Object beleuchtet. Letzteres wird in der Weise ausgeführt, dass man in das Ocular schauend den Spiegel gegen das Fenster oder ein Licht gekehrt so lange wendet, bis sich dem Auge ein helles Lichtfeld darbietet.
Das Objectiv und das Untersuchungsobject müssen je nach Erforderniss der optischen Verhältnisse des Auges und des Objectivs einander genähert oder von einander entfernt werden können. Jedes zusammengesetzte Mikroskop hat hierzu eigene Vorrichtungen,Einstellungsvorrichtungen. Man unterscheidet einegrobeund einefeine Einstellung. Die grobe besteht in Verschiebung und zwar darin, dass der Tubusrin der Hülse, die ihn hält, aus freier Hand auf- und abwärts geschoben wird. Man stellt hiernach das Object grob ein, wenn man den Tubusrin der Hülse langsam so lange abwärts schiebt, bis das Auge von dem Objecte, welches über dem Tischloche liegt und von dem Spiegel beleuchtet ist, ein undeutliches Bild gewinnt. Hierauf folgt die feine Einstellung des Objectes, d. h. der Objecttisch wird um unbedeutende Distanzen dem Objective oder das Objectiv dem Objecte näher gerückt oder von demselben entfernt, bis das Auge ein scharfes Bild des Objectes erblickt.
Diese letzteren Bewegungen geschehen vermittelst eines Schraubengetriebes,Mikrometerschraubegenannt,welches entweder den Tisch unverändert in seiner horizontalen Lage hebt und senkt, oder der Tisch besteht aus zwei übereinander liegenden Platten, welche beide an der einen Kante durch eine angenietete Leiste fest mit einander verbunden sind, die obere Platte kann aber durch ein auf der entgegengesetzten Kante der Nietung befindliches Schraubengetriebe gehoben und gesenkt werden; oder endlich der Objecttisch sitzt beweglich wie eine Klappe an der Säule des Stativs und ist unterwärts mit einer Hervorragung versehen, gegen welche ein Schraubengetriebe stösst, so dass durch letzteres der Tisch gehoben werden kann. In den beiden letzteren Fällen wird der Tisch in eine schiefe Ebene verlegt, was sich allerdings für den vorliegenden Zweck theoretisch nicht vertheidigen lässt, in der Praxis aber völlig genügt.
Bei den grösseren Mikroskopen geschieht die grobe Einstellung in der Regel durch Zahn und Trieb, wodurch der Tubus sammt seiner Hülse auf- und abwärts geschoben werden kann, die feinere aber in vorher angegebener Weise, oder es befindet sich ein Schlitten am Tubus, welcher durch eine Mikrometerschraube und Feder gehoben und gesenkt wird. Ueberhaupt soll sich an jedem besseren Mikroskope unter allen Umständen eine feinere Einstellungsvorrichtung befinden. Bei den kleineren und billigeren Instrumenten ist man gewöhnlich nur auf eine grobe Einstellung angewiesen.
Wie bereits gesagt ist, entsteht das zusammengesetzte Mikroskop aus dem einfachen Mikroskop, wenn man dem Objectiv oder dem Linsensystem (einem aus 2 oder 3 Linsen combinirten Objectiv) einen Tubus mit Ocular aufsetzt. Diese Zusammensetzung bietet jedoch so viele Unvollkommenheiten und Mängel, dass sie Verbesserungen erfordert, um brauchbar zu sein. Die beiden hauptsächlichsten Unvollkommenheiten sind diesphärischeundchromatische Aberration.
UnterOeffnungswinkeloderOeffnungeiner Linseversteht man den Winkel, welcher sich aus ihrem Brennpunkte mit den beiden Enden des Linsendurchmessers ergiebt.xrvist der Oeffnungswinkel. So lange der Oeffnungswinkel der Linse klein ist, gelangen die Rand- und Centralstrahlen in einem Punkte zur Vereinigung. Ist er aber grösser, so vereinigen sich die um und durch das Centrum der Linse gehenden Lichtstrahlen (c,e,d) in dem BrennpunkteR, während die am Rande durchgehenden Strahlen eine stärkere Brechung erfahren und schon inrihren Brennpunkt erreichen. In Folge dieser stärkeren Abweichung der Randstrahlen und dersphärischen Aberration(Abweichung der Strahlen wegen Kugelgestalt der Linse) sehen wir das Bild eines Körpers, welches mit der Linse aufgefangen wird, inR, aber nicht deutlich und scharf, sondern von einem durch die Randstrahlen der Linse erzeugten Bilde undeutlich umschimmert. Bringt man die Randstrahlen durch eine Blendung, z. B. durch einen BlechringBin Wegfall, so wird das Bild inRdeutlich. Eine solche ringförmige Blendung zur Beseitigung der Randstrahlen finden wir jetzt in den Mikroskopen immer und zwar im Ocular angebracht, wie inFig. 8mitbbangedeutet ist. Zuweilen findet man ausserdem noch in dem Tubus eine ähnliche Blendung.
Fig. 9.Sphärische Aberration.
Fig. 9.
Sphärische Aberration.
Ein Strahl des weissen Lichtes wird beim Durchgang durch eine Sammellinse nicht als Ganzes gebrochen, sondern in verschiedene farbige Strahlen zerlegt, welche eine verschiedeneAblenkung in der Richtung der Brechungsebene erleiden. Der violette Strahli(Fig. 10) wird stärker gebrochen als der rothek. (Zwischeniundkliegen die übrigen farbigen Strahlen des Spectrums.) Daher erscheint der Gegenstand nicht nur nicht scharf begrenzt, sondern auch farbig umsäumt. Diesen Uebelstand derchromatischen Aberrationzu beseitigen, gebraucht manachromatischeLinsen, d. h. solche, bei welchen die verschiedenen farbigen Strahlen in nur einem Brennpunkte zusammenfallen. Man combinirt dergleichen Linsen aus verschiedenem Material, wie z. B. aus Kron- (Crown-) und Flintglas, weil bei verschiedenen strahlenbrechenden Medien Brechungsvermögen und Farbenzerstreuung einander nicht parallel gehen und Linsen aus zwei verschiedenen Medien sich in der Art combiniren lassen, dass die rothen und violetten Strahlen genau im mittleren Brennpunkte der Linse zusammenfallen. In der nachstehendenFig. 11ist eine Sammellinse (s) mit einer Zerstreuungslinse (z) verbunden.sist das Kronglas,zdas Flintglas, beide zusammengekittet durch Canadabalsam. Eine solche engere Combination zweier Linsen wirdDoppellinsegenannt. Sie kann nicht nur fast achromatisch gemachtwerden, sie erlaubt auch, wenn sie aus einer Sammellinse und einer Zerstreuungslinse zusammengesetzt wird, die sphärische Aberration abzuschwächen. Die Linsen in den Objectiven sind immer bei guten Mikroskopen in der Art combinirt, dass die Aberration der einen Linse zu der Correction der entgegengesetzten Aberration der anderen Linse dient. Ein vollständiger Achromatismus der Linsen ist übrigens nicht zu erreichen. Ist die Vereinigung der rothen und violetten Strahlen in einem Brennpunkte erzielt, so ist dies nicht der Fall für die anderen farbigen Strahlen, welche zwischen jenen liegen. Daher erhält man bei achromatischen Doppellinsen Bilder, an deren Rändern Spuren der mittleren Farben sichtbar sind und welche einen grünlichgelben Ton haben. Weil diese Farbe dem Auge weniger angenehm ist, als lichtblau, so giebt man in den Objectivlinsen der Flintglaslinse ein geringes Uebergewicht, wodurch der Rand des Bildes von einem zarten hellblauen Saume umfasst wird. Eine solche Doppellinse nennt manüberverbesserte, dagegen heisst diejenige, welche Bilder mit einem röthlichen Saume giebt,unterverbesserte.
Fig. 10.Chromatische Aberration.
Fig. 10.
Chromatische Aberration.
Eine Doppellinse, bei welcher im möglichst erreichbaren Grade die sphärische und chromatische Aberration aufgehoben ist, heisst eineaplanatische.
Fig. 11.Doppellinse.
Fig. 11.
Doppellinse.
Es sind zwei Methoden in der Combination der Objectivlinsen gebräuchlich. Nach der älteren sind die einzelnen Doppellinsen mit 1, 2, 3, 4 etc. numerirt, und sie werden so auf einander geschraubt, dass 1 und 2, 1 und 2 und 3, 2 und 3 und 4 etc. Linsensysteme bilden. Jetzt verbinden die Optiker die Linsen zu fest zusammenhängenden Systemen, in welchen die Linse mit der kleinsten Oeffnung zu unterst, die anderen Linsen je nach der Zunahme ihrer Durchmesser darüber folgen. Durch diese letztere Zusammensetzung der Linsensysteme und durch Verwendung aplanatischer Linsen erreichen unsere jetzigen Mikroskope jenepenetrirendeoderresolvirendeKraft genannte Eigenschaft,durch welche bei möglichst grossem Oeffnungswinkel die feinsten Details, wie Strichelchen und Pünktchen, sehr minutiöser Objecte, wahrnehmbar werden, z. B. die Längs- und Querstreifen auf den Schuppen der Schmetterlinge.
Fig. 12.Wirkung der Collectivlinse.
Fig. 12.
Wirkung der Collectivlinse.
Ist nun das zusammengesetzte Mikroskop schon durch achromatische Linsen und durch Blendung bedeutend verbessert, so ist dennoch das Gesichts- oder Sehfeld (die mit dem Ocular zu übersehende Fläche) zu klein und zu dunkel, und das Bild zeigt sich dem Auge in einer krummen Fläche. Zur Beseitigung dieser Uebelstände ist dem Ocular eine zweite Linse,CollectivlinseoderCollectivgenannt, in einer solchen Entfernung von der Ocularlinse angefügt, dass das Bild des Objects zwischen dem Ocular und dieser anderen Linse entsteht. Das Collectiv bietet nun folgende Vortheile. Zunächst bricht es die von dem Objecte her gelangenden Strahlen nach der Axe zu, und das Bild des Objects, welches ohne Collectiv inc′a′b′entworfen werden würde und zu ausgedehnt wäre, um durch das Ocularglasoübersehen zu werden, erscheint nun inc″a″b″. Das Object liegt daher in dem Sehfelde, es wird ganz gesehen, und nicht nur ein Theil desselben, wie bei Abwesenheit des Collectivs. Fernervermehrt das Collectiv die Helligkeit des Bildes, denn die Strahlen von der Ausdehnungc′a′b′erleuchten jetzt den kleineren Raumc″a″b″. Endlich bewirkt das Collectiv ein ebenes Sehfeld, indem sich das Bildc″a″b″in entgegengesetzter Krümmung von dem Bildec′a′b′zeigt, und die Krümmungen des Oculars und des Collectivs damit in ein gewisses Verhältniss gesetzt werden können. Dieser und noch einiger anderen optischen Vortheile halber fehlt jetzt das Collectiv in keinem der zusammengesetzten Mikroskope, nicht einmal in den schlechteren.
Fig. 13.Längendurchschnitt eines Linsensystems oder Objectivs.
Fig. 13.
Längendurchschnitt eines Linsensystems oder Objectivs.
DasObjectivbesteht aus einer Linse oder aus mehreren einfachen oder Doppellinsen. Je kürzer die Brennweite des Objectivs ist oder je näher der Brennpunkt desselben liegt, um so stärker vergrössert es. Da es nun schwierig ist, eine Doppellinse mit sehr kurzer Brennweite herzustellen, man aber denselben Zweck durch Combination mehrerer Doppellinsen mit längerer Brennweite erreicht, andererseits mit dieser Linsencombination ein grösserer, die Helligkeit des Bildes vermehrender Oeffnungswinkel gewonnen wird und endlich auch damit die sphärische und chromatische Aberration geschwächt werden kann, so sind an den neueren Mikroskopen die Objective durch Linsensysteme, d. h. durch Combination von 2 oder 3 aplanatischen Linsen vertreten. In einem solchen Linsensystem (Objectivsystem), gewöhnlich in einen kleinen messingenen Tubus gefasst, befindet sich die kleinste und stärkste Linse zuunterst, die grössere undschwächere oberhalb. Die flachen Seiten der Linse sind dem Objecte zugekehrt.
Während man jetzt den Objectiven aus mehreren Linsen in fester Verbindung, d. i. den Linsensystemen, den Vorzug giebt, bestand früher das Objectiv aus mehreren einzelnen Doppellinsen, jede in besonderer Fassung und mit Schraubenwindung versehen, so dass eine Linse der anderen durch Schraubung aufgesetzt wurde und man die Systeme selbst zusammensetzte. Diese einzelnen Linsen sind, wie weiter oben schon erwähnt ist, mit 1, 2, 3 etc. bezeichnet und nach einem Schema wird 1 mit 2, 1 mit 2 und 3 etc. zu Systemen für verschiedene Vergrösserungen verbunden. Nicht selten findet man beide Einrichtungen, Linsensystem und einzelne Linsen, bei einem und demselben Mikroskop angewendet. An einigen älteren Mikroskopen findet man weniger vortheilhaft nur ein System und die verschiedenen Vergrösserungen werden durch zwei und mehrere Oculare bewirkt.
Uebersehen darf man nicht, dass die Helligkeit des Sehfeldes mit der Zunahme der Vergrösserung abnimmt, denn die Objectivlinse lässt um so mehr Licht hindurch, je grösser ihre Oberfläche oder ihre Oeffnung (Oeffnungswinkel) ist. Die Objectivlinsen der stärkeren Vergrösserungen, die gemeiniglich einen geringen Durchmesser haben, können auch nur wenig Licht empfangen. Ferner muss dieselbe Lichtquantität, welche zur Erleuchtung des kleineren Bildes genügt, für das vielfach grössere Bild ausreichen. Es ist immer ein Vortheil für das Mikroskop, wenn dessen Objective bei guter Leistung eine möglichst grosse Oeffnung haben.
Ein sehr wichtiger Punkt in der Zusammensetzung des Mikroskops ist die genaueCentrirungder einzelnen Linsen, wie auch aller Linsen unter sich, d. h. die optische Axe muss genau durch die Mitte beider Oberflächen einer Linse gehen und die Axen aller Linsen eines Mikroskops müssen in einer einzigen geraden Linie (Fig. 8xx) liegen. Sind die Linsen eines Mikroskops nicht möglichst genau centrirt, so wird esnicht nur kein scharfes Bild, es wird auch ein mehr oder weniger verzerrtes Bild geben. Das Centriren ist eine der schwierigsten Arbeiten des Optikers und daher bei den billigen, sogenannten Dutzendmikroskopen gewöhnlich mit der wenigsten Sorgfalt ausgeführt. Die genügende Centrirung prüft man, indem man das Mikroskoprohr um seine Axe dreht. Bei richtiger Centrirung muss hierbei das Bild in der Mitte des Sehfeldes stehen bleiben. Im andern Falle beschreibt es einen excentrischen Kreis, welcher bei starken Vergrösserungen ausserhalb des Sehfeldes tritt. Eine vollkommene Centrirung hängt meist vom Zufalle ab, und man muss sich begnügen, wenn sie das Prädicatziemlichverdient.
Fig. 14.Durchschnitt eines negativen oder Huyghens’schen Oculars.
Fig. 14.
Durchschnitt eines negativen oder Huyghens’schen Oculars.
DasOcular. Durch diesen Theil des Mikroskops erfahren die divergenten Strahlen des Objectivbildes eine solche Lenkung, dass sie sämmtlich durch die Pupille des beobachtenden Auges aufgefangen werden.Fig. 14(undFig. 8o) ist das gebräuchlichste Ocular, das sogen.negativeoderHuyghens’sche (spr. heugens) oderCampani’sche. Es besteht aus einem innen geschwärzten Metallrohr, welchem am oberen Ende die Ocularlinseaeingesetzt oder in ihrer Fassung aufgeschraubt, und welchem am unteren Ende die Collectivlinsecangeschraubt ist. Gewöhnlich nennt man die Verbindung von Ocularlinse und CollectivlinseOcular. Die Collectivlinse hat, wie weiter oben erklärt ist, den Zweck, das Zustandekommen des Bildes innerhalbder Brennweite der Ocularlinse zu bewirken, und durch die Ocularlinse betrachtet man das Bild wie mit einer Loupe.
Die ebene Fläche der Ocularlinse ist dem Auge zugekehrt, so auch die der Collectivlinse. Durch diese Anordnung unterscheidet sich dasHuyghens’sche von demRamsden’schen (spr. rämmssd’n) oderpositiven, bei welchem die convexen Flächen beider Linsen einander zugekehrt sind und beide Linsen gegenseitig näher liegen. Hier erscheint das Bild nicht zwischen Ocular und Collectiv, sondern unterhalb des letzteren, also zwischen Collectiv und Objectiv. DasRamsden’sche Ocular bietet ein grösseres Gesichtsfeld, und da es auch eine vollkommenere Ebnung dieses letzteren gestattet, so ist es besonders für den Gebrauch der Ocularmikrometer geeignet.
Den besseren Mikroskopen sind zwei und mehrere negative Oculare von verschieden vergrössernder Kraft beigegeben. Die schwächer vergrössernde Ocularlinse hat ein längeres Ocularrohr als die stärker vergrössernde. Die zu einem Mikroskope gehörenden Oculare sind mit Buchstaben oder mit römischen Zahlen bezeichnet.
Zu erwähnen ist dasKellner’scheorthoskopischeOcular, an welchem das Collectiv aus zwei mit einander verbundenen Linsen besteht und die Ocularlinse stärker (8– bis 12mal) vergrössernd ist. Der Zweck dieses Oculars ist, das Bild des Objects in seiner natürlichen Lage zu entwerfen, denn mit den negativen Ocularen erhält man stets das Bild umgekehrt und man muss das Object bei der Musterung stets nach der entgegengesetzten Richtung schieben. Einen wesentlichen optischen Nutzen scheint das orthoskopische Ocular nicht zu gewähren, jedoch behaupten Einige, dass es eine sehr ebene Bildfläche liefere, also eine sehr gleichmässige Vergrösserung gebe. Im Uebrigen ist man von der Verbindung starker Oculare mit schwachen Objectiven ganz abgekommen. Die stärkeren Oculare lassen zwar das Bild grösser erscheinen, doch sehr auf Kosten derDeutlichkeit und Schärfe. Sehr stark vergrössernde Oculare sind zu einem Mikroskop häufig sogar eine ganz werthlose Zugabe.
Man hat auchknieförmige Oculare, und zwar zur Bequemlichkeit für den Zeichner, welcher durch ein solches Ocular horizontal in das Mikroskop sehen kann.
Die Linsensysteme oder Objective sind, wie bemerkt ist, mit arabischen Ziffern, die Oculare mit Buchstaben oder römischen Zahlen bezeichnet und unterschieden. Die verschiedenen Vergrösserungen entstehen nun durch Combination der Oculare und Objective. Ocular II. giebt z. B. mit Linsensystem 4 eine 350fache Vergrösserung, dagegen Ocular I. mit dem stark vergrössernden System 4 eine nur 280fache Vergrösserung. Ein übersichtliches Schema der Combination nebst den damit erreichbaren Vergrösserungen findet man den Mikroskopen beigelegt. Z. B.
SystemeOculareI.II.120254 u. 240504180280225350
Man unterscheidet eineLinear-und eineFlächenvergrösserung. Die lineare Vergrösserung bezieht sich auf das Maass der Länge oder der Breite des Objects. Eine 10fache Linearvergrösserung eines Körpers, dessen natürliche Länge = 1 Millimeter ist, wird denselben 1 Centimeter (0,001 × 10 = 0,010) lang erscheinen lassen, seine Flächenvergrösserung ist in diesem Falle eine 100fache (10 × 10 = 100). Die Flächenvergrösserung ergiebt sich durch Multiplikation der Zahl der linearen Vergrösserungmit sich selbst. Eine 30fache Linearvergrösserung z. B. ist gleich einer 900fachen Flächenvergrösserung.
Einige Optiker pflegen nur die Flächenvergrösserung anzugeben, weil dieselbe in grösseren Zahlen lautet und grosse Zahlen imponiren. Unter „Vergrösserung“, ohne nähere Bezeichnung ihrer Art, versteht man immer nur eine Flächenvergrösserung.
Will man mit dem Mikroskope, zu welchem obiges Schema gehört, eine 350fache Linearvergrösserung bewirken, so würde man das Objectiv oder System 4 mit dem Ocular II. verbinden müssen.
Hier auf diesem Schema finden sich ausnahmsweise über den grösseren Zahlen des Vergrösserungsmaasses auch kleine Zahlen verzeichnet. Die grossen Zahlen beziehen sich auf den völlig ausgezogenen Tubus, die kleineren Zahlen dagegen geben das Vergrösserungsmaass des völlig zusammengeschobenen Tubus an, wenn nämlich der Tubus des Instruments eine solche Einrichtung hat.
Die Länge des Tubus, des Rohres (r,Fig. 8), welches das Objectiv mit dem Ocular verbindet, ist von Einfluss auf das Vergrösserungsmaass. Deshalb construiren einige Optiker die Röhren der besseren Mikroskope aus zwei Theilen, die wie beim Fernrohr in einander geschoben werden, so dass sich der Tubus beliebig verlängern und verkürzen lässt. Wenn man das Ocular vom Objective entfernt, man also den Tubus verlängert, so wächst die vergrössernde Kraft im gleichen Verhältnisse. Die Einrichtung gewährt viele Vortheile. Da zu einem Mikroskope mehrere Oculare und Objective gehören, und für alle Combinationen derselben die Tubuslänge in wenigen Fällen die völlig optisch richtige sein wird, so ist in der beliebigen und dem Auge zupassenden Tubusverlängerung ein Mittel gegeben, die vergrössernde Kraft des Instrumentes zu vermehren, jedoch aber nicht die Schärfe des Bildes. Im anderen Falle wird durch Verkürzung des Tubus die Vergrösserung gemindert und die Schärfe desBildes vermehrt. Ferner lässt sich durch eine entsprechende Verlängerung des Tubus die Vergrösserung selbst auf eine bestimmte Zahl bringen. Es ist also in mancher Beziehung ein Vorzug, wenn an dem Mikroskop eine solche Einrichtung vorhanden ist. Im Uebrigen übersehe man nicht, dass das Vergrösserungsmaass eines Mikroskops nie an eine bestimmte Zahl gebunden sein kann, weil diese erstens von der Sehweite des betrachtenden Auges und zweitens von dem Accommodationsvermögen desselben gewissermaassen abhängig ist. Dem kurzsichtigen Auge wird z. B. das Objectivbild stets kleiner erscheinen als dem weitsichtigen.
DieBeleuchtungder Untersuchungsobjecte ist ein sehr wesentlicher Theil der mikroskopischen Technik.
Fig. 15.Beleuchtungslinse.
Fig. 15.
Beleuchtungslinse.
An den grösseren Mikroskopen findet man eine Beleuchtungslinse oder eine Vorrichtung, mit welcher man das Object, wenn es nicht durchsichtig ist, auch von oben beleuchten kann. Fehlt die Beleuchtungslinse an dem Mikroskope, so kann man sie durch ein gewöhnliches sogenanntes Brennglas,aFig. 15, (eine schwach biconvexe Linse) ersetzen, welche man an irgend einem Stativ (c) befestigt zwischen Mikroskop und das Licht setzt. Gewöhnlich geschieht dieBeleuchtung des mehr oder weniger durchsichtigen Objectes mittelst durchfallenden Lichtes, welches von dem concav geschliffenen SpiegelsFig. 8durch das Loch des Objecttisches geworfen wird. Bei grösseren Mikroskopen ist der Spiegel auf der einen Seite concav, auf der anderen eben. Die schwächere Beleuchtung mittelst des ebenen Spiegels wendet man entweder nur bei den geringen Vergrösserungen oder bei sehr grellem Lichte an.
Fig. 16.
Fig. 16.
Der concave Spiegel oder Hohlspiegel kommt bei den stärkeren Vergrösserungen in Anwendung. Er bewirkt eine stärkere Beleuchtung, indem er die auf seine concave Fläche fallenden Lichtstrahlen in einem Punkte (seinem Brennpunkte) vereinigt. Die Lichtstrahlena b c d e f g h i, welche ihn senkrecht treffen, muss er nothwendig in der Richtung zurückwerfen, dass sie sich inKdurchschneiden. InKerlangt das Licht die Intensität, welche gleich der Summe der Lichtstrahlenabisiist.
Eine verschiedene und zugleich sorgsame Beleuchtung des Objectes ist ein wichtiger Stützpunkt der Beobachtung. Sehr zarte Objecte erfordern, um ihre Umrisse klar und scharf im Bilde zu erlangen, eine geschwächte Beleuchtung, andere Objecte eine stärkere. Um nun einen Theil der Lichtstrahlen beliebig abschneiden zu können, finden sich an guten MikroskopenBlendungenoderDiaphragmen. An den kleineren Mikroskopen findet man dieDrehscheibeoderBlendscheibe, an grösseren dieCylinderblendeals Blendvorrichtung.
DieDrehscheibe(Fig. 17) ist mittelst eines Knopfes (k) dicht unterhalb des Objecttisches befestigt und hat mehrere Oeffnungen, von denen die grösste der Weite des Loches im Objecttische entspricht, die anderen aber das Licht mehr oder weniger abschneiden, je nachdem man die Scheibe dreht und die eine oder die andere kleinere Oeffnung unter das Loch des Tisches schiebt.
Fig. 17.Drehscheibe.
Fig. 17.
Drehscheibe.
DieCylinderblendensind kurze offene Röhren, auf deren oberes Ende man eine runde Scheibe mit einem Loche von verschiedener Weite aufsetzt. Eine solche Röhre (Fig. 18) mit aufgesetzter Blendscheibe wird in das Loch des Objecttisches entweder unmittelbar eingesetzt oder durch eine geeignete Leistenfugung (SchlittenFig. 19) unterhalb des Objecttisches unter das Loch geschoben und dann durch einfaches Verschieben darin hoch oder niedrig gestellt, je nachdem man bei mässigem oder starkem Lichte arbeitet.
Fig. 18.Cylinderblende.
Fig. 18.
Cylinderblende.
Die kleinen Oeffnungen der Blendungen kommen nur bei starker Vergrösserung und sehr zarten Objecten in Gebrauch.
Fig. 19.A. Objecttischmit eingesetzter Cylinderblendung von unten gesehen.
Fig. 19.
A. Objecttischmit eingesetzter Cylinderblendung von unten gesehen.
mit eingesetzter Cylinderblendung von unten gesehen.
Fig. 20.B. Objecttischmit eingesetzter Cylinderblendung im Höhendurchschnitt.aaFalze für den Schlitten,bSchlitten,cHülse am Schlitten,dCylinder,eBlende.
Fig. 20.
B. Objecttischmit eingesetzter Cylinderblendung im Höhendurchschnitt.aaFalze für den Schlitten,bSchlitten,cHülse am Schlitten,dCylinder,eBlende.
B. Objecttisch
mit eingesetzter Cylinderblendung im Höhendurchschnitt.
aaFalze für den Schlitten,bSchlitten,cHülse am Schlitten,dCylinder,eBlende.
Für sehr starke Vergrösserungen benutzt man denCondensorals Lichtverstärkungsapparat. Derselbe ist eine Blendvorrichtung, construirt aus einer oder mehreren achromatischen Linsen. Der Condensor wird in das Loch des Objecttisches gesetzt und das Abschneiden der Lichtstrahlen am Rande oder im Centrum durch eine Drehscheibe bewirkt. Ein einfacher Condensor (Fig. 21) besteht aus einer planconvexen Linse, in das Rohr einer gewöhnlichen Cylinderblendung eingesetzt. Das Abschneiden der Rand- oder auch der Axenstrahlen geschieht gewöhnlich in der Weise, dass man die Linse mit einem schwarzen Ringe (Fig. 21) bedeckt, damit nur das Centrum derselben den Durchgang des Lichtes gestatte, oder dass man zur Erlangung einer schiefen Beleuchtung das Centrum der Linse mit einer schwarzen Scheibe bedeckt, um den Rand der Linse für den Lichtdurchgang frei zu lassen.
Fig. 21.Einfacher Condensor.
Fig. 21.
Einfacher Condensor.
Die Beleuchtung des Untersuchungsobjectes ist entweder einecentrischeoder eineschiefe. Erstere ist die gewöhnliche an den kleineren Mikroskopen, wo der Spiegel nur um seinen Durchmesser drehbar ist. Die schiefe Beleuchtung bietet viele Vortheile und lässt an den Objecten oft Details erkennen, welche bei centrischer Beleuchtung nicht oder kaum zur Entwickelung gelangen. Es wird aber dadurch nur ein Theil des Objectes erhellt, während der andere Theil von einem Halbdunkel umhüllt bleibt. Dadurch treten eben die Details hervor, welche bei centrischer Beleuchtung nicht oder nur zum Theil sichtbar werden. Zur Erzeugung der schiefen Beleuchtung ist der Spiegel in der Art angebracht, dass seine Stellung nach verschiedenen Richtungen hin möglich wird. Ausser dieser Bewegbarkeit des Spiegels haben viele der besseren Mikroskope eine Einrichtung, durch welche der Objecttisch um seine Axe drehbar ist, damit die auf das Object fallenden schiefen Strahlen des Spiegels das Object in jeder beliebigen Stellung treffen können. Beim Gebrauch der schiefen Beleuchtung beseitigt man stets die Blendvorrichtungen.
Fig. 22.Ocularmikrometer.
Fig. 22.
Ocularmikrometer.
Endlich hat manMikrometer, um die Grösse der Untersuchungsobjecte zu messen. Die gebräuchlichsten sind dieGlasmikrometer, Plangläser, auf welchen sich mittelst des Diamantes die Maasstheilungen ausgeführt befinden. Das Millimeter oder die Linie (der kleinste Theil eines Zolles) ist darauf in 10, 100, 1000 und mehr Theile getheilt. Uebersichtlicherist die Theilung, in welcher man durch vorspringende Striche eine Markirung findet (Fig. 22). Bei anderen Glasmikrometern durchkreuzen sich die Theilstriche rechtwinkelig, so dass sie Quadrate bilden. Diese Mikrometer können zum Messen, aber auch zur Zählung der Objecte, welche ein bestimmter Raum Sehfeldes fasst, gebraucht werden. Wie schwierig genaue Mikrometer dieser Art herzustellen sind, kann man aus der Kleinheit der Maasstheilungen entnehmen. Es giebt daher billige und theure Mikrometer. Die Ocularmikrometer sind weit billiger als die Objectglasmikrometer.
Um grosse Zahlen der Mikrometermessungen zu vermeiden, hat man nachHarting’sVorschlage eine mikroskopische Einheit angenommen und als solche 0,001 d. i.1/1000Millimeter gesetzt, welche Einheit mitMikromillimeteroder Millimillimeter (mmmoder µ) auchMikronoderMikrum(im PluralMikra) bezeichnet wird. Beim Ankauf eines Glasmikrometers hat man sich immer nach der Einheit der Theilung zu erkundigen, dennHarting’sVorschlag hat nicht allgemeinen Anklang gefunden.
1 Millimeter (mm) oder 1000 Mikromillimeter oder Mikra (1000mmmoder 1000 µ) sind gleich 0,4433 Linien Pariser Maasses.
Für den gewöhnlichen Gebrauch hat man ein Mikrometer in Vertretung eines einfachen Objectglases,Objectglasmikrometer, auf dessen Maasstheilung man das zu messende Object legt, um beides zugleich durch das Mikroskop zu betrachten. Die Objecte dürfen dann wenigstens nicht kleiner sein, als die kleinste Maasstheilung der Mikrometerscala. Die Theilstriche darauf müssen auch in sehr geringen mikroskopischen Entfernungen von einander liegen. Es ist besonders bei den stärkeren Vergrösserungen sehr schwierig, das Object mit den etwas tiefer liegenden Strichen zugleich zu sehen, auch sind diese Objectglasmikrometer sehr der Abnutzung ausgesetzt.
Dergleichen Mängel treffen beimOcularmikrometernicht zu, daher dieses den Vorzug erhalten hat. Es liegt auf der Blendung im Ocular, zwischen Ocularlinse und Collectiv. Da es daselbst nur mit der geringen Vergrösserung der Ocularlinse gesehen wird, so können seine Theilstriche weiter von einander liegen und die Maasstheilungen selbst bis zu1/5000Millimeter gebracht werden. Das Ocularmikrometer hat, wie leicht einzusehen ist, eine relative Geltung, je nach der Stärke des in Anwendung gebrachten Objectivs und der Tubuslänge, durch welche die Grösse des Bildes bestimmt wird. Es muss daher die Maassbestimmung der Theilung für jedes Linsensystem voraus erforscht werden und zwar durch Vergleichung mit einem Objectglasmikrometer oder mit einem Object von gekannter Grösse. Gewissenhafte Optiker geben dem Ocularmikrometer eine Tabelle bei, welche das Maass desselben, je nach seiner Verwendung mit diesem oder jenem Ocular angiebt. Will man etwa seinem Mikroskope ein Ocularmikrometer beilegen, so muss dem Optikus das Ocular eingehändigt werden, damit er den Umfang des Ocularmikrometerglases der Weite des Ocularrohres anpassen kann.
Die sehr theurenObjecttisch-SchraubenmikrometerundOcular-Schraubenmikrometerfinden sich nur an den grössten und theuersten Mikroskopen.
Fig. 23.Objectglas.
Fig. 23.
Objectglas.
ObjectgläseroderObjectträgersind länglich viereckige, circa 2 Centim. breite, 6 Centim. lange, ebene Tafeln von farblosem Glase, welche bei Anwendungen von Cylinderblendungencirca 1 Millimeter dick sein sollen. Gebraucht man viele derselben, so kann man sie sich selbst aus dünnem Spiegelglase oder farblosem Fensterglase schneiden. Auf das Objectglas wird das Untersuchungsobject gelegt und so auf den Objecttisch geschoben, dass letzteres sich mit dem Objectiv und dem Loche im Objecttische in derselben Richtung befindet. Wenig zweckmässig sind Objectgläser mit einer concaven Vertiefung.
Fig. 24.Viereckiges RundesDeckglas.
Fig. 24.
Viereckiges RundesDeckglas.
DeckgläschenoderDeckplättchennennt man die dünnen Glastafeln in quadratischer, rechteckiger und Scheiben-Form, welche man auf das Object legt. Dies ist besonders nöthig, wenn das Object in Wasser, einer sauren oder alkalischen Flüssigkeit etc. liegt. Die Deckgläschen sind ein Schutz des Objectivs gegen Dämpfe, welche die Flüssigkeit ausdunstet, oder gegen ein Benetzen mit der Flüssigkeit, welches beim Einstellen des Objects nur zu leicht geschehen würde. Dann platten die Deckgläser die Oberfläche des Objectes ab und erleichtern daher die Beobachtung, besonders bei sehr starken Vergrösserungen, wo die Theile der Oberfläche des Objectes möglichst in einer Ebene liegen müssen. Endlich verhindert das Deckgläschen die Verdunstung der Flüssigkeit, worin das Object liegt. Bei den schwächeren und mittleren Vergrösserungen genügt als Deckglas ein dünnes farbloses Fenster- oder Spiegelglas (sogenanntes Belgisches Glas), auch selbst ein dünnes Objectglas, für die stärkeren Vergrösserungen ist jedoch ein sehr dünnes (0,2bis 0,15 Millimeter dickes) Glas nothwendig. Diese dünnen Deckgläser kauft man von den Optikern (1 Dutzend zu 0,5 Mark). Die dafür früher gebräuchlichen Glimmerblättchen werden selten noch gebraucht. Da das Deckglas nicht ohne Einfluss auf die Schärfe des Bildes ist, so findet man bei den grösseren Mikroskopen für jedes Linsensystem ein besonderes nach der Dicke bestimmtes Deckglas ausgewählt. Im Allgemeinen ist für die stärkste Vergrösserung auch das dünnste unter den Deckgläsern auszuwählen, denn in diesem Falle muss das Objectiv dem Object äusserst nahe gerückt sein, und ein dickes Deckglas würde dies verhindern.
Bei den stärksten Vergrösserungen, bei welchen auch keine corrodirenden Stoffe mit dem Objecte in Berührung gebracht werden, bedient man sich häufig, das Bild deutlicher zu machen, desImmersionsverfahrens, indem man das Deckgläschen mit Object mit einigen Tropfen destillirten Wassers oder einer vorräthigen Mischung aus gleichen Theilen Glycerin und Wasser übergiesst und das Mikroskop einstellt, so dass das Objectiv mit dem Deckglase durch eine Flüssigkeitsschicht verbunden ist. Dadurch wird die vielfache Brechung der Lichtstrahlen zwischen Object und Objectiv auf das geringste Maass zurückgeführt. Ohne jene Flüssigkeitsschicht werden die Lichtstrahlen zuerst von der Flüssigkeit, welche das Object bedeckt, dann wieder von dem Deckglase und endlich von der Luftschicht über dem Deckglase, also mehrmals, und wegen Verschiedenheit der Medien auch verschieden gebrochen. Die Objective, welche die Beschaffenheit haben, dass man sie unbeschadet ihrer Fassung in die wässerige Flüssigkeit eintauchen kann, nennt manImmersionslinsenoderStipplinsen. Bei theuren Mikroskopen hat das Objectiv mit Immersionslinse gleichzeitig eineCorrectionseinrichtung, so dass man die Linsen, woraus es zusammengesetzt ist, etwas von einander entfernen oder gegen einander nähern kann, um sie ohne und mit Immersion zu benutzen.
In manchen Fällen muss das Deckglas mehr oder weniger stark auf das Object gedrückt werden, um die Oberfläche desselben zu ebenen oder das Object selbst zu einer dünnen Schicht auseinander zu drücken und in dieser gedrückten Lage unter dem Objective zu beobachten. Zu diesem Zwecke hat manCompressorienoderQuetscher, mit welchen man vermöge einer geringen Hebelkraft Deckglas und Objectivglas gegen einander drückt, oder welche aus zwei Ringen bestehen, deren jeder ein Planglas fasst, von welchem das untere als Objectträger, das obere als Deckglas in Anwendung kommt.Fig. 25ist eine Zeichnung desSchiek’schen Compressorium. Es ist aus Metall gearbeitet. Eine Platte hat in ihrer Mitte ein Loch, in welches ein Ring mit einem flachen Glase eingesetzt ist. Dieses Planglas vertritt die Stelle eines Objectträgers. Ueber der Platte ist ein um einen Stift beweglicher Arm mit einer in seiner Mitte befindlichen ringförmigen Erweiterung, in welcher das in einem beweglichen Ring gefasste Deckglas liegt. Vermittelst des rechts in der Abbildung befindlichen Schraubengetriebes wird der Arm gegen die Platte oder vielmehr das Deckglas gegen den Objectträger gedrückt.
Fig. 25.Schiek’sches Compressorium.
Fig. 25.
Schiek’sches Compressorium.
Ein billiges Compressorium ist dasHager’sche, bestehend aus zwei metallenen Rahmen mit Schrauben (Fig. 26). Diese Vorrichtung erlaubt an jeder Stelle der beiden sich deckenden Objectgläser, zwischen welchen sich das weiche Object,z. B. Fleischpartikel, befinden, einen Druck auszuüben. Aehnliche Quetschvorrichtungen, welche nur an die Enden der beiden Objectgläser angesetzt werden können, sind nicht praktisch, denn in Folge der Elasticität des Glases ist die Quetschung der in der Mitte der beiden Gläser liegenden Objecte eine nicht genügende.
Fig. 26.Ein Quetschrahmen des Hager’schen Compressorium.acRahmen,bQuetschbalken mit der Schraubed.
Fig. 26.
Ein Quetschrahmen des Hager’schen Compressorium.acRahmen,bQuetschbalken mit der Schraubed.
acRahmen,bQuetschbalken mit der Schraubed.
Fig. 27.Das Hager’sche Compressorium in seiner Anwendung.oObject.
Fig. 27.
Das Hager’sche Compressorium in seiner Anwendung.oObject.
Für die Untersuchung des Schweinefleisches empfiehlt sich dasHager’sche Compressor-Mikroskop, welches weiter unten durch Abbildung vergegenwärtigt ist.
Bei vielen mikroskopischen Untersuchungen kann man auch wohl ohne diese Quetschvorrichtungen zum Ziele gelangen. Dadurch, dass man das Deckglas mittelst der Finger gegen Object und Objectträger drückt, kann man sich allerdings helfen, doch nach dem Aufhören des Druckes löst sich das Deckglas oft wieder ab, und zwischen dieses und Object tritt eine Luftschicht, die sehr störend für die Beobachtung ist. Ein bequemes Hilfsmittel, den Druck permanent zu machen, erhält man in einem solchen Falle, wenn man auf beiden Seiten des Objectes (natürlich in einiger Entfernung von diesem) etwas weichgeknetetes Harzpflaster (Ceratum Resinae Pini Burgundicae[1]) oder eine Mischung aus Wachs und Terpentin, die klebend wirkt, anbringt.