100 Jahre      Mikrobiologische Vereinigung München e. V.     1907 - 2007
 

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Das Mikroskop - Ratschläge für den Kauf

Was kaufen?

Wer sich ein Mikroskop anschaffen möchte und sich nicht schon gut mit einem solchen Instrument auskennt, tut gut daran, zunächst Kontakt mit einer Mikrobiologischen/Mikroskopischen Vereinigung aufzunehmen und sich beraten zu lassen. Schließlich soll das Hobby auf Dauer Freude machen, man will sich ja nicht ärgern, sobald man ein falsch gekauftes Gerät zur Hand nimmt.
Wenn bei großzügigem Budget der Kauf eines neuen Instruments infrage kommt, hilft auch ein Anruf beim Vertrieb von Carl Zeiss AG (Oberkochen und Jena) in Göttingen, Leica Microsystems AG (Wetzlar) in Bensheim am Rhein, oder Olympus Europa GmbH in Hamburg. Aber vor diesem Schritt sollte man sich schon etwas mit der Materie befaßt und auch geklärt haben, was man eigentlich beobachten möchte. Das ist für die Wahl eines Instruments wichtig, damit wegen seines technischen Aufbaus oder seiner Ausstattung nicht von vornherein die Beoachtung in interessanten Bereichen eingeschränkt oder gar ausgeschlossen ist.
Die Entscheidung für ein neues oder für ein gebrauchtes Mikroskop sollte erst am Schluß stehen.

Am Anfang sollte die Entscheidung stehen, ob überhaupt ein "Mikroskop" oder ein "Stereomikroskop" angeschafft werden soll. Dieser wichtige Unterschied ist vielen Anfängern überhaupt nicht bekannt, weil sie fälschlicherweise meinen, ein Mikroskop mit zwei Okularen, also einem binokularen Einblick, sei ein Stereomikroskop. Wer noch nicht Bescheid weiß, liest besser zunächst: "Ein Mikroskop mit zwei Okularen für beide Augen ist doch ein Stereomikroskop - oder?" Das Stereomikrokop, auch Präpariermikroskop und Binokular- oder Stereolupe genannt, eignet sich auch besonders für Kinder und Jugendliche. Erst ab einem Alter von 12 bis 15 Jahren würden wir zu einem normalen Mikroskop raten. Hierzu ausführlich: Mikroskopie und Kinder.

Ist die Wahl auf ein "normales" Durchlicht-Mikroskop für die Beobachtung von biologischen Objekten gefallen, so gilt es zu beachten: Es gibt unterschiedliche Leistungs- und Ausstattungsklassen der Instrumente. In der untersten Klasse finden wir das Kursmikroskop (für Mikroskopierkurse an Universitäten), dicht gefolgt vom Labormikroskop für die tägliche Routinepraxis in Biologie und Medizin. Zum oberen Leistungsbereich gehören Systemmikroskope (vielfältig ausbaufähig) und Forschungsmikroskope. Diese Leistungsklassen sind hinsichtlich ihrer Verwendung jedoch "durchlässig", denn selbstverständlich werden auch einfache Kurs- oder Labormikroskope vielfach in der Forschung verwendet. Die Begriffe sind auch nicht genormt, deshalb ist bei entsprechenden Angebotsbeschreibungen immer Vorsicht geboten. Noch eine Stufe unterhalb der Ausstattung der Kursmikroskope sind die Schulmikroskope angesiedelt, das sind Mikroskope, die von Schulen gekauft und von Schülern im Unterricht benützt werden. Es sind meist robuste Mikroskopstative mit der allernötigsten Ausstattung, die gerade für den Biologieunterricht ausreicht. Von den Schulmikroskopen zu unterscheiden sind schließlich solche Instrumente, die gewöhnlich als "Schülermikroskop" angepriesen werden. Das sind oftmals schwächlich konstruierte Instrumente, die in ihrem Abmessungen deutlich kleiner sind und von den DIN-Normen abweichen, bzw. solche, die eher in die Kategorie Spielzeug fallen.

Der Begriff Schülermikroskop taucht vornehmlich in Angeboten von Warenhäusern, Versandkatalogen und Spielzeuggeschäften auf. Renommierte Mikroskophersteller bieten solche "Mikroskope" nicht an. Als Schulmikroskope und Kursmikroskope werden meist Instrumente aus der Reihe der Labormikroskope bezeichnet, die in der Ausstattung (Objektive, Kondensor, Beleuchtung, Kreuztisch) entsprechend sparsamer gehalten sind, während der mechanische Aufbau derselbe ist. Forschungsmikroskope sind modular aufgebaute Systemmikroskope, für die vielfältiges Zubehör und Erweiterungskomponenten existieren, mit denen alle Verfahren mikroskopischer Beleuchtung realisiert werden können, und die meist mit wenigen Handgriffen von Durchlicht auf Auflicht umgestellt werden können. Bei ihnen sind alle Teile, "die man anfassen kann", in der Regel gegen andere austauschbar. Das verlangt eine hohe Stabilität und Justierbarkeit der Aufnahmeeinrichtungen und des ganzen Stativs, weil leistungsstärkere Kondensoren, Objektive usw. auch meist schwerer sind als einfache.


Wann kaufen?

Für solche Anfänger, denen noch ausreichende Kenntnis vom Instrument Mikroskop und seiner Handhabung fehlen und die auch noch nicht wissen, was man denn damit eigentlich alles sehen kann, hier vier wichtige Ratschläge:

  • Nichts überstürzen, Zeit lassen bei der Anschaffung des Mikroskops. In der Mikrofibel von K. Henkel lesen. Eine erste kurze und einführende Erklärung der Bestandteile des Mikroskops und ihre Funktionen gibt der Überblick Bestandteile des Mikroskops.
  • Beachten Sie auch unsere Ratschläge für das Gespräch mit Verkäufern!
  • Ein gutes Schulbuch für Gymnasien zum Auffrischen und Ergänzen der Biologiekenntnisse. So erhält man genauere Vorstellungen von den Objekten und Strukturen, die das Mikroskop zeigen kann. Eine Empfehlung steht in der Liste Bücher für den Anfang.
  • Prüfen Sie Ihre Augen - beim Augenarzt oder Optiker! Viele Menschen sind "fehlsichtig", müssen eine Brille tragen. Aber noch viel mehr müßten eigentlich eine tragen, tun es aber nicht, weil ihre Fehlsichtigkeit so gering ist, daß sie im normalen Alltagsleben selten stört. Doch der Umgang mit optischen Instrumenten offenbart jeden Augenfehler bald und oft in unangenehmer Weise, weil die Konstruktion optischer Instrumente für den "rechtsichtigen" Benutzer berechnet ist. Stellen Sie vor dem Kauf fest, ob Sie einen noch unerkannten Augenfehler haben, ob und wie er sich beim Mikroskopieren bemerkbar macht und was dagegen zu tun ist. Sonst könnte bereits der Versuch, ein Mikroskop vor dem Kauf zu prüfen, unbefriedigend verlaufen. Wenn Sie eine Brille tragen, achten Sie darauf, daß man immer nur mit der Fernbrille in die Mikroskopokulare schaut, nicht mit der Lesebrille.


Wo kaufen?

Instrumente auf Flohmärkten haben kaum den reinen Metallwert und solche aus Antiquitätenläden sind ebenfalls meist Schrott oder haben, wenn wenigstens das Messing glänzt, höchstens Sammlerwert. Arbeiten kann man mit ihnen in aller Regel nicht. (In den letzten 25 Jahren habe ich aus diesen Quellen kein einziges funktionstüchtiges Gerät gesehen.)

Wenn man weiß, worauf es bei der Prüfung auf Funktionstüchtigkeit ankommt, kann man ein gebrauchtes Instrument erwerben, am besten von einem aktiven Mikroskopiker, der es "soeben" noch benützt hat, weil man dann erwarten kann, daß es nicht jahrelang in einer Abstellecke Staub gesammelt hat. Staub ist der größte Feind nicht nur der optischen, sondern auch der feinmechanischen Teile des Mikroskops. Gebrauchtkauf muß bei Mikroskopen nicht nur Vertrauenssache sein, sofern man es nach allen Regeln der Kunst auf einwandfreie Beschaffenheit und Gebrauchstüchtigkeit untersucht. Notfalls nehme man einen Fachmann zur Begutachtung vor dem Kauf mit - oder einen Vereinskollegen.

Fachgeschäfte für Mikroskopie gibt es hierzulande nicht. Ein neues Mikroskop kauft man deshalb am besten direkt beim Hersteller oder dessen Niederlassung. Auch einige wenige größere Lehrmittel-Versandhändler sind in Sachen Mikroskopie engagiert und fachkundig.

Kaufinteressenten, denen vor Kontaktaufnahme mit einem Hersteller oder Händler noch ein paar Tipps willkommen sind, finden sie hier: Ratschläge für Kaufinteressenten

Das vielseitige Universal-Mikroskop LU von Zeiss Jena.


Wie teuer kaufen?

Beim Mikroskop unterschätzt der Anfänger gerne die Beleuchtung und auch die Anforderungen an die mechanische Präzision und Langlebigkeit des Instruments. Er erwartet von seiner Mikroskopoptik Auflösung von weniger als einem tausendstel Millimeter. Daß die mechanischen Teile entsprechend genaue Einstellungen über viele Jahrzehnte zuverlässig gewährleisten müssen, wird häufig übersehen. Ein gutes Mikroskop besteht deshalb nicht nur aus erstklassiger Feinoptik, sondern auch aus feinwerktechnischen Komponenten hoher Präzision, Robustheit, Wartungsfreiheit und Langlebigkeit. In diesem Sinne ist ein billiges Mikroskop eigentlich ein Widerspruch in sich. Es gibt Dinge, die man nicht hochpräzise, langlebig, robust und zugleich billig herstellen kann.

Die Kosten eines hochwertigen Mikroskops verteilen sich, wenn preiswerte achromatische Objektive und eine Köhlersche Beleuchtung gewählt werden, etwa zu je einem Drittel auf

  • das Stativ mit seiner Mechanik,
  • die achromatischen Objektive und Okulare,
  • die Beleuchtung mit Kollektor und Kondensor.

Bei den neuesten Mikroskoptypen mit Unendlich-Objektiven (Näheres dazu in der Mikrofibel) sind die anteiligen Kosten für die Beleuchtung geringer, weil die Stative etwas aufwendiger sind. Objektive höherer Korrektionsstufen (Apochromate und Fluoritobjektive) hingegen können pro Stück mehr als das zehnfache eines Stativs kosten. In so einem Fall gilt die Drittel-Aufteilung der Kosten nicht.

Der Aufbau eines Mikroskops kann durch vielfältige weitere Komponenten beliebig vielseitig, kompliziert und teuer sein. Die Preise für vernünftige Instrumente liegen je nach Verwendungszweck und Ausstattung etwa zwischen 400 und 50.000 Euro, bei Gebrauchtgeräten augenblicklich (2004) etwa bei 200 bis 5.000 Euro.

Ein für den ersten Anfang brauchbares Mikroskop liegt im Preis nicht unter 250 bis 500 Euro. Bei Angeboten in Warenhäusern und Versandkatalogen zu etwa 20 bis 70 Euro handelt es sich ausschließlich um Spielzeug und selbst als solches um qualitativ schlechtes. Das von ihnen entworfene Bild ist unscharf und kontrastlos und hat nicht die notwendige optische Auflösung; das beigegebene "umfangreiche Zubehör" ist völlig unbrauchbar. Auch an Instrumenten zwischen etwa 150 bis 300 Euro hat man nicht lange Freude, denn die meist vielfältigen und gelegentlich wechselnden, nicht unter einen Hut zu bringenden Interessen gerade eines Hobby-Mikroskopikers überfordern Funktionen und Qualität solcher Instrumente schon recht bald.
Wenn zunächst begeisterte Anfänger ihr neues Steckenpferd bald wieder aufgeben, liegt die Ursache nicht selten in einem qualitativ unzureichenden Mikroskop.

Basismodell der Firma Kaps, Wetzlar.

Der optische Strahlengang eines Mikroskops (Schema)

Die entscheidenden Qualitätskriterien für ein Mikroskop sind

  • die stabile, dauerhafte Präzisionsmechanik,
  • das Auflösungsvermögen der Objektive und die Abbildungsqualität der Objektive und Okulare,
  • die zweckmäßige und hochwertige elektrische Beleuchtung.

Die Vergrößerung ist kein Qualitätskriterium. Eine höhere Vergrößerung als 400-fach (Objektiv 40:1 und Okular 10x) ist für den Anfang nicht notwendig, auch später wird sie nur sehr selten gebraucht. Vergrößerungen über 1200- bis 1300-fach sind für ein Lichtmikroskop nicht sinnvoll, weil es dort an seine physikalischen Grenzen stößt. Elektronenmikroskope mit wesentlich höherer Vergrößerung sind in der Biologie nur für Spezialfälle einsetzbar, weil die Objekte mit ihnen im Vakuum betrachtet werden. Sie müssen also tot und mit Metall beschichtet sein. Im normalen Lichtmikroskop hingegen (für Durchlicht oder Auflicht) sind auch lebende Organismen zu beobachten.

Man achte darauf, daß mindestens die Objektive und Okulare vom selben Hersteller stammen und nach seinen Empfehlungen auch miteinander kombiniert werden dürfen.

Besonders wichtig ist die Ausbaufähigkeit eines Mikroskops und seine weite Verbreitung, d. h. der Marktanteil der Baureihe. Amateure sind beim späteren Ausbau ihres Instruments oft auf den Gebrauchtmarkt angewiesen, aber nur für verbreitete Modelle existiert dort ein ausreichendes Angebot. Anderfalls kann man lange vergeblich nach Zubehör suchen. In dieser Hinsicht sind die qualitativ hochwertigen Instrumente von Carl Zeiss und Leitz/Leica sehr empfehlenswert. Das Bild rechts zeigt ein Instrument, das heute leider nur noch gebraucht zu bekommen ist, das berühmte M 11 der Schweizer Firma Wild in Heerbrugg Ein Mausklick darauf offenbart, was eigentlich unter vielseitig und ausbaufähig zu verstehen ist.

Das vielseitige Mikroskop Wild M 11
PZO Kurs- und Labormikroskop

Für ein brauchbar ausgestattetes Mikroskop muß man mit einem Neupreis zwischen 600 und 2500 Euro rechnen, für ein gebrauchtes zwischen 500 und 2000, je nach Ausbauzustand auch mit erheblich mehr. Da heutzutage - wenn wir von Spielzeugmikroskopen einmal absehen - keine schlechten, unbrauchbaren Mikrokoskope hergestellt werden, kann man selbstverständlich auch mit einem einfachen, billigen Instrument viele wertvolle Beobachtungen machen. Namhafte Hersteller bieten, auch wenn das nicht so in den Gewährleistungsbedingungen steht, "lebenslange Garantie" für ihre Erzeugnisse, werben aber nicht damit. Bei ihnen kann man sich im allgemeinen darauf verlassen, daß echte Fehler noch nach Jahrzehnten ohne viel Federlesens behoben werden.
Anders sieht die Sache bei den derzeitigen Handelsmarken aus. Das sind Mikroskopmodelle, die aus Komponenten aus chinesischer und indischer Massenfertigung zusammengesetzt sind und den Markt in Europa und USA zur Zeit förmlich überschwemmen. Sie sehen nicht selten unterschiedlich aus, gleichen einander aber doch alle mehr oder weniger, weil sie ja stets aus denselben oder ähnlichen Teilen bestehen. Manche dieser preiswerten Mikroskope sind von recht ordentlicher Qualität, viele aber nicht. Auch lassen Fachkenntnisse und Engagement im Kundendienst mancher Vertriebfirmen zu wünschen übrig. Ein echtes Risiko geht der Käufer aber nicht ein, wenn er im Fachversandhandel kauft, da eine Rückgabe des gelieferten Mikroskops nach dem Fernabgabegesetz innerhalb von 14 Tagen immer möglich ist. Auch hier ein guter Rat: Sollte ein geliefertes Instrument einen Mangel aufweisen oder es einen anderen Grund zur Unzufriedenheit geben, sofort (innerhalb 14 Tagen) zurückschicken und den Kaufpreis zurück verlangen. Lassen Sie sich nicht auf Reparaturversuche oder Austauschlieferung ein. Wenn in einer Modellreihe trotz moderner Fertigungsmethoden qualitative Mängel auftreten, dann nicht nur bei einem einzigen Exemplar. Ein Umtausch ist da nicht erfolgversprechend.

Ein binokularer Okular-Einblick ist bei längerem Beobachten bequem, ein monokularer mühsam, führt bald zu Ermüdung. Für Mikrofotografie ist ein binokularer Fototubus (auch trinokularer Tubus genannt), mit zwei Okular-Schrägeinblicken und einem senkrechten Fotoausgang, eine Art Nonplusultra. Je nach Hersteller kann das teuer sein. Es geht auch ohne, selbstverständlich. Aber begeisterte Mikrofotografen schaffen ihn sich früher oder später doch an.

Wer hochwertige Mikrofotos machen will, dessen Gerät sollte eine einwandfreie "Köhlersche Beleuchtung" haben oder später damit ausgestattet werden können. Man lasse sich vom Verkäufer in dieser Hinsicht nichts anderes einreden.



Abbildende und beleuchtende Optik des Mikroskops

Über Vergrößerung, Auflösung und Leistungsklassen der Objektive und die Bleuchtungsoptik

Die Gesamtvergrößerung eines Mikroskops ergibt sich aus dem Zusammenwirken von Objektiv und Okular. Das Objektiv entwirft ein reelles Bild an einer bestimmten Stelle im Tubus, der Zwischenbildebene. Das Okular bildet dieses Zwischenbild wiederum vergrößert auf der Netzhaut des Auges ab. Die Eigenvergrößerung des Objektivs (z. B. 40:1 oder 40x) wird mit derjenigen des Okulars (z. B. 10x) multipliziert; im genannten Fall ergibt sich also 40 x 10 = 400fach. Hat auch das optische System im Tubuskopf eine Eigenvergrößerung, so wird auch noch mit dieser multipliziert; bei einem "Tubusfaktor" von 1,25 also 40 x 10 x 1,25 = 500fach. Die Gesamtvergrößerung sagt jedoch über die Leistungsfähig­keit des Mikroskops nichts aus. Denn rein technisch gesehen, kann man auch mit minderwertigen Objektiven und Okularen starke Vergrößerungen erzielen, denen es aber an Brillanz, Farbreinheit und Schärfe fehlt, und auf denen wie auf einem unscharfen Foto die feineren Details, auf die es meist ankommt, kaum oder gar nicht zu erkennen sind.

Apertur. Wichtiger als die Vergrößerung oder der Abbildungsmaßstab eines Objektivs ist seine numerische Apertur (n. A.), das ist ein Zahlenwert zwischen etwa 0,07 und 1,30. Fotofreunde kennen die Apertur als "Lichtstärke" eines Objektivs, die jedoch mit anderen Zahlenwerten ausgedrückt wird. Je größer diese "n. A." ist, um so kleinere und feinere Details kann das Mikroskop sichtbar machen ("auflösen") - vorausgesetzt der Kondensor hat die gleich hohe Apertur, denn die Apertur des Objektivs wird durch die des Kondensors und diese durch die Öffnung seiner Irisblende bestimmt. Folgende Aperturwerte sollten Objektive der Standardleistungsklasse (Achromate) erreichen: Ein 4faches: 0,07; ein 10faches: 0,22 bis 0,30; ein 40faches: 0,65; ein 100faches: 1,25. Es ist aber nicht so, daß höhere Aperturwerte immer "besser" sind. So reagiert beispielsweise ein 40er Objektiv mit einer wesentlich höheren Apertur als 0,65 recht unwillig, wenn das Deckglas des Präparats nicht genau 0,17 mm dick ist, und das ist es selten. Verlust an Schärfe, Kontrast und Farbsättigung sind die Folge. Bei Objektiven der höheren Korrektionsklassen (Apochromate, Fluoritsysteme), die in der Regel höhere Aperturen aufweisen und relativ teuer sind, zahlt sich der Mehrpreis gegenüber den einfacheren Achromaten nicht aus, wenn man Deckgläser falscher Dicke verwendet. Im allgemeinen liefern sie dann sogar ein schlechteres Bild als einfache Achromate. Die Verwendung höher korrigierter Objektive ist nur dann sinnvoll, wenn auch die Okulare und die Mikroskopbeleuchtung der entsprechenden Leistungsklasse angehören. Ferner muß der Mikroskopiker bei der Anfertigung und Vorbereitung der Präparate und bei der Einstellung des Mikroskops eine Anzahl technischer Randbedingungen peinlich genau einhalten, damit die qualitativ hochwertigen Objektive ihre Leistung überhaupt zeigen können. In vielen Anwendungsfällen, die vor allem in der Amateurmikroskopie gegeben sind, ist es deshalb in der Regel praktischer (und preiswerter), normale Achromate guter Qualität zu verwenden.

Je höher die Aperturen von Objektiven und Kondensoren, desto mehr Korrektionsmittel und Rechenaufwand sind bei ihrer Konstruktion erforderlich und umso teurer sind sie.

Objektive mit einer Apertur von 1,0 oder größer sind stets Immersionsobjektive. Zwischen der Frontlinse eines solchen Objektivs und dem 0,17 mm dicken Deckglas muß sich ein Tropfen einer Immersionsflüssigkeit befinden, in die das Objektiv eintaucht. In der Regel handelt es sich dabei um Immersionsöl. Für spezielle Zwecke gibt es auch Objektive für Wasser- und solche für Glyzerinimmersion. Ohne das vorgeschriebene Immersionmittel ist das Bild, das man erhält, kontrastlos und unscharf. Trockenobjektive, also solche, die ohne Immersionsmittel benützt werden, können aus physikalischen Gründen keine höhere Apertur als 1,0 haben. In der Praxis läßt sich jedoch nur eine Apertur von max. 0,90 bis 0,95 erzielen.

Okulare sind einfacher aufgebaut als Objektive. Ein Okular kann nur das vergrößern, was im Zwischenbild schon enthalten ist, es kann dieses nicht verbessern, aber verschlechtern. Deshalb müssen Eigenschaften und optische Qualität von Objektiven und Okularen aufeinander abgestimmt sein. Ein wichtiges praxisbezogenes Merkmal ist ihr Bildwinkel. Nach seiner Größe unterscheidet man normale sowie Weitwinkel- und Großfeldokulare. Je größer der Bildwinkel, desto größer ist das Gesichtsfeld, das wir beim Blick ins Mikroskop sehen. Wichtig ist auch, ob es sich um sogenannte Brillenträgerokulare handelt, deren Austrittpspupille besonders hoch über dem Fassungsrand liegt, weil Brillenträger nicht so nahe an ein "Normal-Okular" herankommen, wie diese das verlangen - je nach Dicke des Brillenglases. Für ein modernes Mikroskop empfiehlt sich eine Okularvergrößerung von 10x. Das ist ein gängiger Wert, solche Okulare werden in guter Qualität preiswert hergestellt.

Förderliche Vergrößerung. Die Gesamtvergrößerung, die man mit der Kombination eines bestimmten Objektivs und eines Okulars erzielt, soll zwischen dem 500- und dem 1.000fachen der n.A. des Objektivs betragen, bei schwachen, etwa 2,5- bis 16fachen Objektiven darf die Gesamtvergrößerung auch geringer sein. Liegt die Vergrößerung unter dem 500fachen, wird das Auflösungsvermögen des Objektivs nicht genutzt, es könnte bei stärkerer Vergrößerung zusätzliche Details zeigen. Liegt die Vergrößerung über dem 1000fachen, so entsteht eine "leere Vergrößerung", zusätzliche Details werden nicht sichtbar und die bisher schon sichtbaren werden zwar größer, aber unschärfer. Die Obergrenze "vernünftiger" Vergrößerung bei einem Lichtmikroskop liegt demnach bei 1.300fach. Das gilt für einfache "Schülermikroskope" ebenso wie für teuerste Instrumente der Forschung. Nur zu ganz besonderen Zwecken, sollten diese Grenzen überschritten werden, beispielsweise beim Auszählen von Bakterien- oder Blutpräparaten oder beim Abmessen kleiner Objekte.

Wenn also in Verkaufsprospekten und Versandhauskatalogen für sogenannte Schülermikroskope z. B. mit 2000facher Vergrößerung geworben wird, ist das Humbug, mit dem Ahnungslose geködert werden sollen, oder es ist Unwissenheit des Verkäufers. In beiden Fällen ist es ratsam, vom Kauf abzusehen. Denn entweder wird die Unwissenheit des Kunden ausgenutzt, um ihm Ramsch zu verkaufen, oder die Unwissenheit des Verkäufers läßt in Bezug auf seine Fachkompetenz und die seines Kundendienstes nichts Gutes erwarten.

Objektivkennzeichnung. Bis etwa 1925 war es bei europäischen Herstellern üblich, anstatt des Abbildungsmaßstabs (z. B. 10:1, 10x oder einfach nur 10) die Brennweite des Objektivs in Zoll anzugeben (z. B. 1/12 "). Die Gesamtvergrößerung wurde von einer Tabelle abgelesen, die im Aufbewahrungskasten des Instruments befestigt war. Seit etwa 1930 sind Objektive auf ihrer Fassung mit ihrer Eigenvergrößerung und ihrer n. A. gekennzeichnet, Okulare mit ihrer Vergrößerung. Fehlen diese Angaben, dann handelt es sich nicht selten um ein Objektiv von ungenügender Leistung, z. B. um ein Stück aus einem Spielzeugmikroskop. Das Fehlen so wichtiger Angaben ist vergleichbar der Weigerung eines Lastwagenherstellers, KW/PS, Ladefläche und Nutzlast anzugeben.

Planobjektive? Optische Linsen haben eine sphärische Form, die Oberflächen sind gekrümmt wie die Oberfläche einer Kugel. Das Bild, das sie entwerfen, liegt deshalb nicht in einer Ebene, sondern weist eine Bildkrümmung auf, die Ränder sind nach oben gewölbt. Die Folge ist, daß Bilddetails umso unschärfer wiedergegeben werden, je näher sie dem Bildrand liegen. Mit einer Vielzahl zusätzlicher Linsen und hohem Rechen- und Konstruktionsaufwand ist es aber möglich, diesen Linsenfehler zu korrigieren. Solche Objektive bezeichnet man als Planobjektive. Es gibt entsprechend den oben erwähnten Leistungsklassen Planachromate, Planapochromate und Planfluoritsysteme. Sie kosten viel Geld, Planapochromate z. B. bis zu 3.000 Euro pro Stück. Planobjektive sind zum Beispiel wichtig in der Klinischen Mikroskopie, wo an Diagnose-Arbeitsplätzen hunderte von Präparaten täglich auf rationelle Weise durchmustert werden müssen. Da wäre jeder Handgriff zum Fokussierknopf, um auf den Rand des Bildfelds scharf einzustellen, zu zeitaufwendig. Oder in der Fotografie von ganz planen Objekten, wie Blutausstrichen oder Dünnschnitten. Für den Amateur hingegen lohnen sich Planobjektive weniger. Er hat es ja in der Hand, durch einen schnellen Griff zum Fokussierknopf, auch mal den Rand des Objektfelds scharf einzustellen. Auch ist zu berücksichtigen, daß zwischen billigen Planachromaten aus Fernost und ganz normalen Achromaten mit Bildkrümmung von renommierten Herstellern oft kein signifikanter Unterschied ist, zumindest keiner, der in der Praxis eine Rolle spielt. Zu diesem Thema etwas ausführlicher: Aufsatz Planobjektive - wozu eigentlich?

Phasenkontrastobjektive? Der Empfehlung vieler Hobby-Ratgeber, von Anfang an gleich Phasenkontrastobjektive anzuschaffen, weil sie ohne Qualitätseinbußen auch im normalen Hellfeld verwendbar seien, schließen wir uns nicht an. Die allermeisten Objekte, mit denen der Amateur bekannt wird, sind keine Phasenobjekte, und wenn doch einmal, dann sind es zumindest keine reinen Phasenobjekte, so daß man auch ohne Ph-Objektive genügend sieht. Selbst die zarteren "Planktonwesen" aus dem Wasser sind in aller Regel nicht so kontrastlos, daß man zu wenig sieht, wenn man sein Hellfeldmikroskop richtig einstellt. Mit Ph-Objektiven im Hellfeld ist das Bild nur bei schwächer vergrößernden Objektiven (6 bis 20:1) einigermaßen zufriedenstellend. Der Phasenring aus einer Mischung von Metall und Kohle auf einer Linsenoberfläche im Objektiv oder auf einer Glasplatte darin blendet einen Anteil des vom Kondensor kommenden Hellfeldlichtes aus, was zu einer Minderung der numerischen Apertur führt. Das macht sich bei schwachen Objektiven nicht so deutlich bemerkbar wie bei stärkeren, weil schwache im Verhältnis zu den mit ihnen angestrebten Vergrößerungen sehr hohe Aperturen haben. Bei Objektiven ab Eigenvergrößerung 25:1 wird der Aperturverlust schon deutlicher. Das Bild ist nicht so brillant, nicht so farbrein und nicht so scharf, also tatsächlich schlechter als mit normalen Hellfeldobjektiven, besonders bei den Achromaten, die keine hohen Aperturen haben. Die Kontrasteinbuße mag in der klinischen Mikroskopie, z. B. beim Auszählen von Blutplättchen o. ä. nicht sonderlich stören. Doch beim Mikro-Amateur, dem Schärfe, Farbsättigung und Kontrast, also Qualität und Schönheit des mikroskopischen Bildes, ähnlich dem Fotoamateur, meist ein wichtiges Motiv für sein Hobby sind, wird keine rechte Freude bei der Verwendung von Ph-Objektiven im Hellfeld aufkommen. Nun ist aber unstrittig, daß manche Mikroskopiker damit trotzdem durchaus zufrieden sind, ebenso, daß andere es nicht sind. Fazit: Normale Hellfeldobjektive sind fürs Hobby richtig, zumindest in den ersten Jahren.
Was Phasenkontrast eigentlich ist und wozu man diese Beleuchtungsart braucht, ist in der Mikrofibel nachzulesen; Link siehe unten.

Beleuchtung. Tageslicht, über einen dreh- und schwenkbaren Planspiegel in den Stahlengang eingespiegelt, ist nur ein Notbehelf, geeignet z. B. für ein Exkursionsmikroskop zum Gebrauch im Freien. Die elektrische Beleuchtung ist seit hundert Jahren Standard. Ältere Mikroskopmodelle sind mit einer Niedervoltlampe ausgestattet, z. B. der berühmten Kino-Lichtwurflampe 6V 15W, mit vorzentriertem Metallkragen oder ohne. Moderne Mikroskope haben an ihrer Stelle meist eine Niedervolt-Halogenlampe von 10 bis 30 Watt oder mehr. Auch Beleuchtungseinrichtungen mit Leuchtdioden finden sich heute im Angebot von Mikroskopherstellern und -händlern. Wenn große Helligkeit benötigt wird, z. B. bei der Auflicht-Fluoreszenzbeleuchtung, verwendet man Hochdrucklampen in explosionsgeschützten Lampengehäusen. Zu jeder elektrischen Beleuchtung gehört auch ein ein- oder mehrlinsiger Kollektor, der das Bild der Glühwendel in die Ebene der Kondensorblende abbildet. Je nach Verfahren handelt es sich dabei meist um die Köhlersche Beleuchtungsanordnung oder um die Kritische oder Nelsonbeleuchtung. Die Köhlersche Beleuchtung ist das Nonplusultra, aber auch die teuerste Variante. Über die Unterschiede siehe Mikrofibel. Sehr einfache Mikroskope sind nur mit einer einfachen Netzleuchte ausgestattet. Sie ist ein Notbehelf und für anspruchsvollere Arbeiten nicht geeignet.

Kondensor. Das Auflösungsvermögen eines Mikroskopobjektivs läßt sich nur dann voll nutzen, wenn die numerische Apertur des Kondensors nicht kleiner ist als die des Objektivs. - Theoretisch. In der Praxis schließt man aber die aperturbegrenzende Kondensorblende (die deshalb auch Aperturblende genannt wird) stets ein wenig, bei Objekten mit schwachem Kontrast bis zu einem Drittel. Ein Kondensor, dessen Apertur um 10 bis 20% geringer ist als die des Objektivs mit der höchsten Apertur, ist also im allgemeinen ausreichend. Deshalb genügt es, wenn der Kondensor für ein Kurs- oder Labormikroskop eine n. A. von 0,9 aufweist. Er ist damit auch für ein Objektiv mit der n. A. von 1,25 oder 1,30 geeignet, wenn dessen höchstes Auflösungsvermögen nicht gefordert ist.

Ein Kondensor mit einer höheren Apertur als 1,0 ist immer ein Immersionskondensor, dessen hohe Apertur nur genutzt werden kann, wenn er immergiert wird, d. h. wenn sich zwischen seiner Frontlinse und der Unterseite des Objektträgers eine Schicht eines Immersionsmittels befindet: Wasser, Glyzerin oder - meist - Immersionsöl. Ein Kondensor mit der Apertur 0,9 muß bzw. darf nicht immergiert werden.

Mechanische Anschlußmaße für Objektive und Okulare

Für den Gebrauchtkauf ist wichtig zu wissen, daß nicht jedes Objektiv oder Okular an jedes Mikroskop paßt und daß sie, auch wenn sie passen, nicht immer ein brauchbares Bild erzeugen. Die Teile müssen sowohl mechanisch, als auch von den optischen Konstruktionsparametern zueinander passen.
Für die mechanischen Anschlüsse gibt es eine einfache Regel. Die meisten Durchlichtmikroskope, die zwischen 1875 und 2004 hergestellt sind, weisen folgende Anschlußmaße auf: Durchmesser der Steckhülse der Okularaufnahme 23,2 mm; Einschraubgewinde für Objektive W 0,8 Zoll x 1/36 Zoll (etwa 20,32 mm x 0,705 mm). Diese Abmessungen wurden 1856 von der Royal Microscopical Society in London empfohlen. Nachdem Carl Zeiss um 1870 exakte Konstruktionszeichnungen von ihnen angefertigt und anderen Mikroskopherstellern unentgeltlich zur Verfügung gestellt hatte, wurden sie für normale Durchlichtmikroskope, die man auch "biologische Mikroskope" nennt, zu Defacto-Normen. Sie werden noch immer weltweit beachtet, zumal der Deutsche Normenausschuß sie 1979/1980 in den DIN-Blättern 58881 und 58888 genormt hat.

Gleichzeitig mit dem Erscheinen der beiden DIN-Blätter haben allerdings die "Großen Vier" - Carl Zeiss, Leitz/Leica Microsystems, Olympus und Nikon die Produktion herkömmlicher Mikroskope, auf die sich die DIN-Normen beziehen, eingestellt. Ihre Instrumente sind seither mit "Unendlich-Optik" ausgestattet, auf die jene Normen garnicht anwendbar sind und mit der die "Norm-Objektive und -Okulare" optisch ohnehin nicht kompatibel sind. Die modernen Mikroskope der "Großen Vier" sind mit älterer Optik, auch wenn das Anschraubgewinde passen würde, meist nicht bzw. nur in eng begrenzten Ausnahmefällen verwendbar, und sie sind auch untereinander - von Hersteller zu Hersteller - nicht miteinander kompatibel.
Mikroskope mit Unendlich-Optik sind keine neue Erfindung, sie werden seit etwa 1920 gebaut, und zwar hauptsächlich als Auflichtinstrumente für die Metallurgie und Geologie. Solche Instrumente haben meist andere Gewinde und mitunter auch andere Steckfassungen für die Okulare. Manche Hersteller wie Leitz Wetzlar haben auch normale Durchlichtmikroskopie mit Großfeldokularen größerer Durchmesser ausgestattet.
Auflichtinstrumente und ihre Teile sind häufig auf Flohmärkten und Fotobasaren zu finden.


Optische Konstruktionsparameter

Kompensationsokulare. Physikalische Gesetzmäßigkeiten verursachen, daß jedes abbildende System aus Glaslinsen fehlerhaft ist, sein Bild ist nicht perfekt. Einer der wichtigsten Fehler bei Mikroskopobjektiven ist der Farbvergrößerungfehler, der auch durch konstruktiven Aufwand nicht vollständig im Objektiv korrigiert werden kann. Dehalb haben die zu solchen Objektiven passenden Okulare (Kompensationsokulare) einen künstlich geschaffenen, umgekehrten Fehler, der ihn ausgleicht. Es ist sehr empfehlenswert, nur die für einander bestimmten Objektive und Okulare desselben Herstellers miteinander zu verwenden.

Tubus- und Abgleichlängen. Die Objektive sind für eine bestimmte mechanische Tubuslänge berechnet, die nicht bei allen Herstellern gleich ist (meist 160 oder 170, aber gelegentlich auch 200 oder 250 mm). Die passende Tubuslänge ist auf die Objektivfassung graviert. Okulare sind so berechnet, daß das vom Objektiv im Tubus entworfene Zwischenbild genau in der Brennebene des Okulars liegt. Diese Zwischenbildebene lag bis ca. 1980 bei jedem Mikroskophersteller an einer anderen Stelle im Tubus, heute 10 mm unterhalb des oberen Tubusrandes. Auch die Objektivabgleichlänge war bei fast allen Herstellern unterschiedlich, heute ist sie durch DIN 58887 mit 45 mm genormt.

Es versteht sich von selbst, daß das mikroskopische Bild nur dann optimal sein kann, wenn alle genannten Parameter (und noch einige weitere) zueinander passen. Für den Gebrauchtkauf kann deshalb etwas Grundwissen über die verschiedenen Anschlußmaße nützlich sein. Näheres auch dazu in der Mikrofibel.

Unendlichoptik. Von den großen Herstellern werden seit einem Jahrzehnt Mikroskope mit Unendlich-Objektiven angeboten. Was ist das? Sind die besser? Unendlich-Objektive entwerfen das Bild eines Gegenstands nicht in der Zwischenbildebene (10 mm unterhalb des oberen Tubusrandes), sondern im Unendlichen. Eine Tubuslinse fängt die Bildstrahlen auf, lenkt sie um, so daß das Zwischenbild im Tubus entsteht, wo es vom Okular aufgenommen wird. Zwischen dem Objektiv und der Tubuslinse verlaufen parallele Strahlenbündel, was etliche wichtige, praktische Vorteile hat (Näheres in der Mikrofibel). Die Tubuslinse korrigiert auch die Restfehler des Objektivs (sekundäres Spektrum), darunter auch den Farbvergrößerungsfehler. Deshalb brauchen die Okulare diesen Fehler nicht auszugleichen wie die Kompensationsokulare der herkömmlichen Optik. Besser ist Unendlichoptik deshalb nicht. Auf beiden Wegen kann ein hochwertiges Bild entstehen. Es ist aber zu erwarten, daß sich Fortschritte in der Mikroskopoptik künftig hauptsächlich bei der modernen Unendlichoptik zeigen werden.

Objekthalter und Kreuztisch

Bei einfach ausgestatteten Instrumenten mit zwei Objektklammern sollte man den Objektträger nur mit einer davon auf dem Objekttisch festklemmen. Dann kann man den Objektträger an dem freien Ende mit der Hand gut verschwenken und verschieben. Wer gerne die Wassertropfen-Lebewelt beobachtet oder sie gar fotografieren möchte, wird bald merken, daß man das ohne einen Kreuztisch schlecht kann. Mit ihm läßt sich das Präparat in x- und y-Richtung auf dem Tisch ruckfrei verschieben und systematisch absuchen. Es gibt die Kreuztische mit integriertem Objektführer und solche Objektführer, die man nachträglich an einen einfachen Objekttisch anschrauben kann. Für die Verfolgung der beweglichen Wasserorganismen ist ein Objektführer, der für die Einstellung der x- und der y-Verschiebung je einen Einstellknopf auf eigener Achse hat, sehr unpraktisch, weil man bei ihnen immer mit der Einstellhand "umgreifen" muß, wenn man die Einstellrichtung ändern will. Die flotten Wasserorganismen schwimmen während dieses Zeitverlusts meist aus dem Gesichtsfeld - weg sind sie. Deshalb sind koaxiale Ausführungen mit beiden Einstellrädern auf einer einzigen Achse zweckmäßiger.



Weitere Ratschläge für die Anschaffung und die Handhabung des Mikroskops und Ausführliches zu den Themen Auflösung und Vergrößerung, zu den optischen Grundlagen, zur zweckmäßigen Beleuchtung und über unterschiedliche Beleuchtungsverfahren findet man in der Mikrofibel von K. Henkel.


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