Unterschiedliche Mikroskoptypen

Ihre Anwendung (welche Art von Proben/Objekten Sie betrachten möchten) ist der wichtigste Faktor bei der Auswahl eines Mikroskops. Was Sie sehen müssen und was Sie mit dem Bild machen wollen, bestimmt die Art des Mikroskops, das Sie benötigen.
Entgegen der landläufigen Meinung gibt es viele verschiedene Arten von Mikroskopen, und kein einziges Mikroskop kann alles sehen.
Wie in jeder anderen Branche auch, liegt der Schlüssel zum Erfolg in der Mikroskopie darin, das richtige Werkzeug für die jeweilige Aufgabe zu haben.

Ein wichtiger Punkt bei der Auswahl eines Mikroskops ist sein Kopftyp. Monokulare, binokulare und trinokulare Kopftypen sind unterschiedlich konstruiert und für bestimmte Arten von Beobachtungen geeignet.

Monokulare Mikroskope
Monokulare Mikroskope haben einen einzigen Tubus, der an einem Ende ein Okular und am anderen Ende eine Objektivlinse enthält. Durch diese Bauweise erscheinen die Proben flach und ohne Tiefe, wenn Sie durch das Okular schauen. Monokulare Mikroskope sind einfach zu bedienen und ideal für Klassenzimmer oder als Heimmikroskop für Kinder und Jugendliche.

Binokulare Mikroskope
Binokulare Mikroskope haben zwei Tuben und Okulare, was die Untersuchung von Proben komfortabler machen kann. Binokulare Kopfstücke können in der Ausbildung, Forschung und im kommerziellen Bereich eingesetzt werden.

Trinokulare Mikroskope
Trinokulare Mikroskope sind den binokularen Mikroskopen ähnlich, mit dem Unterschied, dass sie einen zusätzlichen Anschluss für die Anbringung einer Kamera und die Aufnahme von Fotos oder Videos haben. Dies macht den trinokularen Kopftyp ideal für Pädagogen oder Forscher.

 
Welches Mikroskop ist das beste für Sie? 
Jeder Mikroskoptyp wird weiter unten in seinem jeweiligen Abschnitt definiert. Eine sehr einfache Möglichkeit, um zu bestimmen, welche Art von Mikroskop Sie benötigen, ist jedoch, an die Art der Probe zu denken, die Sie betrachten möchten. Durchsicht-Mikroskope benötigen in der Regel Proben, durch die Sie Licht leiten können, um ein Bild zu erzeugen, da das Licht von der Unterseite des Mikroskops durch die Probe nach oben gelangt (Durchlichtbeleuchtung).
Stereomikroskope hingegen funktionieren am besten mit Proben, durch die man kein Licht hindurchlassen kann, da sie über obere Lichtquellen (Auflichtbeleuchtung) verfügen, die auf die Proben herabstrahlen und an ihnen abprallen, um ein Bild zu erzeugen.

Ein Beispiel: Sie würden kein zusammengesetztes Mikroskop mit Durchlicht verwenden wollen, wenn Sie eine Münze betrachten wollen. Eine Münze kann kein Licht durchlassen, so dass Sie mit einem Stereomikroskop mit Auflicht besser dran wären (auch weil Sie ein großes Sichtfeld benötigen, um die ganze Münze zu sehen). Wenn Sie ein Durchlicht verwenden würden, bekämen Sie ein schwarzes Bild in Ihrem Mikroskop, da kein Licht durch die Münze dringen kann.

Umgekehrt würden Sie, wenn Sie eine Bakterienzelle betrachten wollten, ein zusammengesetztes Mikroskop mit Durchlicht verwenden wollen, da ein Auflicht Ihre Probe auswaschen würde, da sie nicht genug Licht reflektiert, um ein Bild zu machen (sowie weil Sie die höhere Vergrößerung benötigen, um solch kleine Details zu sehen).
Sie würden wahrscheinlich einen sehr kleinen Umriss der Zelle sehen, ohne viele Details im Inneren, wenn überhaupt, wenn Sie versuchen, ein Stereomikroskop mit einem Auflicht mit einem Objektträger zu verwenden, auf dem sich eine Zellprobe befindet.

Innerhalb jedes dieser grundlegenden Mikroskoptypen kann es jedoch weitaus anspruchsvollere Anforderungen geben, und innerhalb jedes Basistyps von Mikroskopen gibt es eine Vielzahl von fortgeschrittenen Mikroskopiemethoden oder -techniken.
Es gibt einige zusammengesetzte Mikroskope, die Auflicht verwenden, um feste Objekte bei sehr hohen Vergrößerungen zu betrachten, und einige Stereomikroskope mit Durchlicht, die z. B. für die Betrachtung halbdurchsichtiger/halbdurchlässiger Proben gedacht sind.

Stereo-Mikroskope
Im Gegensatz zu einem zusammengesetzten Mikroskop, das ein zweidimensionales Bild bietet, geben Stereomikroskope dem Betrachter ein aufrechtes (aufrechtes und nicht umgedrehtes), dreidimensionales Bild, da sie zwei völlig unabhängige Lichtpfade (einen zu jedem Okular) verwenden, die mit Hilfe von Objektiven erzeugt werden, die an leicht versetzten Positionen in Bezug auf die Probe fokussiert sind. Der Name "Stereo" kommt von dem Begriff "stereoskopisch", was bedeutet, dass durch die Verwendung von zwei verschiedenen Betrachtungswinkeln ein Eindruck von Tiefe und Festigkeit entsteht.

Aus diesem Grund gibt es echte Stereomikroskope nur in binokularer und trinokularer Ausführung, aber es gibt auch eine spezielle Art von Stereomikroskopen, die "Inspektionsmikroskope" genannt werden. Diese sind den Stereomikroskopen sehr ähnlich, haben jedoch nur einen einzigen Okulartubus, so dass sie eine flache Bildansicht von größeren, undurchsichtigen Objekten liefern, anstatt einer echten stereoskopischen Ansicht. Wir klassifizieren diese hier, da sie in der Lage sind, die gleichen Probentypen wie Stereomikroskope zu betrachten. 

Stereomikroskope sind besonders nützlich für Biologen, die Sektionen durchführen, für Techniker, die Leiterplatten reparieren, für Paläontologen, die Fossilien reinigen und untersuchen, oder für alle, die mit ihren Händen oder Werkzeugen an kleinen Objekten arbeiten müssen, die groß genug sind, um sie ohne die Hilfe eines leistungsstarken Verbundmikroskops zu sehen oder zu handhaben.
Somit haben Stereomikroskope ein sehr breites Spektrum an möglichen Anwendungen in vielen Branchen.

Es gibt zwei Hauptunterteilungen von Stereomikroskopen in der einfachsten Form, basierend auf dem Vergrößerungstyp - feste Leistung und Zoomleistung. Stereomikroskope mit fester Leistung haben eine festgelegte Anzahl von Objektiven mit fester Position und bieten nur die aufgeführten Vergrößerungsoptionen; nichts dazwischen. Sie sind am besten für ihre einfache Handhabung und Fokussierung geeignet, was jüngere Zielgruppen und Amateure zu guten Kandidaten für diese Art von Stereomikroskopen macht, aber ihnen fehlt die Flexibilität anderer Stereomikroskoptypen.

Auf der anderen Seite bieten Stereomikroskope mit Zoomfunktion eine viel größere Flexibilität, da die Objektivlinsen innerhalb des Mikroskops näher oder weiter von der Probe weg bewegt werden können. Dadurch kann eine Reihe von Vergrößerungsoptionen innerhalb der maximalen und minimalen Werte, die das Mikroskop bietet, erreicht werden.
Sie erfordern ein feineres Nachfokussieren beim Ändern der Vergrößerungswerte, was die Bedienung etwas erschwert, aber eine weitaus größere Flexibilität in Bezug auf den Arbeitsabstand, die Vergrößerung und das Sichtfeld ermöglicht.

Was ist eine Barlow-Linse?
 Eine Barlow-Linse ist eine Hilfslinse, die am Ende des Objektivs eines Stereomikroskops angebracht wird und den Vergrößerungsbereich (oder die verfügbaren festen Einstellungen) des Mikroskops um ein Vielfaches der Leistung der Barlow-Linse verändert.
Dies kann sowohl zum Erhöhen als auch zum Verringern der Vergrößerung dienen, wodurch sich entweder das Sichtfeld und der Arbeitsabstand durch Vergrößerung des Bildes verringern oder das Sichtfeld und der Arbeitsabstand durch Verkleinerung des Bildes vergrößern.

Diese Eigenschaften stehen in einem umgekehrten Verhältnis, d. h. je mehr Vergrößerung man verwendet, desto kleiner wird das Sichtfeld und desto näher muss das Mikroskopobjektiv an der Probe sein, um zu fokussieren (was weniger Platz für die Verwendung von Werkzeugen bedeutet, was als Arbeitsabstand oder Brennweite bezeichnet wird). Umgekehrt gilt: Je weniger Vergrößerung verwendet wird, desto größer sind das Sichtfeld und der Arbeitsabstand.
In diesem Fall gilt: Mehr ist nicht immer besser! Sie wollen die richtige Vergrößerung für Ihre Probe, basierend auf Ihren Bedürfnissen.

Digitalmikroskope: Kameras und Videos
 Für viele Anwendungen ist die Fähigkeit, Bilder von Proben zu erfassen, anzuzeigen und aufzubewahren, von gleicher oder größerer Bedeutung als die eigentliche Betrachtung der Probe durch die Okulare. Mikrofotografie (35 mm und andere chemische Formate) ist seit Jahrzehnten eine gängige Option an Mikroskopen, aber die jüngste Entwicklung relativ preiswerter Video- und Digitalkameras hat sowohl die Popularität als auch die Flexibilität der mikroskopischen Bildgebung stark erhöht.
 
Anstatt sich während einer Vorlesung durch Folien zu klicken, können Universitätsprofessoren jetzt Echtzeit-Videobilder auf Projektionsfernsehern anzeigen; Erdölgeologen können Bilder von Kernproben per E-Mail an ihre Labors von entfernten Standorten auf der ganzen Welt senden; Onkologen können auf CD- oder Online-Kataloge von Zellbildern zurückgreifen, um schnellere und genauere Diagnosen zu stellen.
 
Es gibt viele verschiedene Methoden zur Erfassung, Anzeige und Aufzeichnung von Mikroskopbildern, und jede hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Einige sind USB-Kameras, die einen Computer als Schnittstelle benötigen, aber eine fortschrittliche Software enthalten, die Messungen und andere Formen der Datenanalyse ermöglicht, während andere HDMI-Kameras mit integriertem Speicher für die einfache Verwendung in Schulungen oder zum Hochladen ins Internet direkt auf einen Monitor sind, ohne dass ein umständlicher PC erforderlich ist. Andere haben eine hohe Lichtempfindlichkeit und liefern bessere Ergebnisse bei Aufnahmen mit wenig Licht, wie z. B. bei Dunkelfeld- oder Fluoreszenzmikroskopie-Methoden, während wieder andere für verschiedene Anwendungen spezialisiert sind, z. B. mit Kühlsystemen zur Minimierung des Rauschens für eine extrem hohe Sensorleistung.
 
Es wäre unmöglich, hier alle diese Optionen zu behandeln, aber eine grundlegende Information wird bei der Auswahl Ihres Mikroskops wichtig sein. Es ist zwar möglich, eine Kamera an einem monokularen oder binokularen Mikroskop zu montieren, aber im Allgemeinen ist es weitaus besser, ein trinokulares Mikroskop zu verwenden, das für die Arbeit mit einer Kamera ausgelegt ist. Trinokulare Modelle haben zwei Okulare für die normale Betrachtung und zusätzlich einen dritten "Fototubus", an dem Sie eine Kamera montieren können, ohne den normalen Betrieb des Mikroskops zu beeinträchtigen - viele von ihnen verfügen über eine eigene Justierung, um etwaige Brennweitenunterschiede zwischen dem Lichtweg des Okulars und dem Lichtweg der Kamera auszugleichen (so genannte "simul-fokale" trinokulare Mikroskope").