Was ist der Unterschied zwischen einer Lupe und einem zusammengesetzten Lichtmikroskop?

Die Verwendung von klarem Material zur Vergrößerung von Objekten reicht weit in die Geschichte zurück, aber die erste Abbildung von Linsen für Brillen stammt aus der Zeit um 1350. Lupen zum Lesen sind älter als diese Illustration und stammen aus dem späten 13. Jahrhundert. Trotz dieser frühen Verwendung von Linsen dauerte die Entdeckung der mikroskopischen Welt der Bakterien, Algen und Protozoen fast 300 Jahre.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Ein Unterschied zwischen einer Lupe und einem zusammengesetzten Lichtmikroskop besteht darin, dass eine Lupe eine Linse verwendet, um ein Objekt zu vergrößern, während ein zusammengesetztes Mikroskop zwei oder mehr Linsen verwendet. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass Lupen verwendet werden können, um undurchsichtige und transparente Objekte zu betrachten, aber a Das zusammengesetzte Mikroskop erfordert, dass die Probe dünn oder transparent genug ist, damit Licht durchgelassen wird durch. Außerdem verwendet eine Lupe Umgebungslicht und Lichtmikroskope verwenden eine Lichtquelle (von einem Spiegel oder einer eingebauten Lampe), um das Objekt zu beleuchten.

Vergrößerungslinsen werden seit Jahrhunderten verwendet. Das Entzünden von Bränden und das Korrigieren von Fehlsichtigkeiten gehörten zu den frühesten Verwendungen und Funktionen von Lupen. Die dokumentierte Verwendung von Linsen begann im späten 13. Jahrhundert mit Lupen und Brillen, um den Menschen beim Lesen zu helfen.

Lupen verwenden eine konvexe Linse, die in einem Halter montiert ist. Konvexe Linsen sind an den Rändern dünner als in der Mitte. Wenn Licht durch die Linse fällt, biegen sich die Lichtstrahlen zur Mitte hin. Die Lupe wird auf das Objekt fokussiert, wenn sich die Lichtwellen an der betrachteten Oberfläche treffen.

Ein einfaches Mikroskop verwendet eine einzige Linse, daher sind Lupen einfache Mikroskope. Stereoskopische oder sezierende Mikroskope sind in der Regel ebenfalls einfache Mikroskope. Stereoskopische Mikroskope verwenden zwei Okulare oder Okulare, eines für jedes Auge, um binokulares Sehen zu ermöglichen und eine dreidimensionale Ansicht des Objekts bereitzustellen. Stereoskopische Mikroskope können auch verschiedene Beleuchtungsoptionen haben, so dass das Objekt von oben, unten oder von beiden beleuchtet werden kann. Lupen und stereoskopische Mikroskope können verwendet werden, um Details von undurchsichtigen Objekten wie Felsen, Insekten oder Pflanzen zu betrachten.

Verbundmikroskope verwenden zwei oder mehr Linsen in einer Reihe, um Objekte für die Betrachtung zu vergrößern. Im Allgemeinen erfordern zusammengesetzte Mikroskope, dass die zu betrachtende Probe dünn genug oder transparent genug ist, um Licht durchzulassen. Diese Mikroskope bieten eine hohe Vergrößerung, aber die Ansicht ist zweidimensional.

Verbundlichtmikroskope verwenden am häufigsten zwei Linsen, die im Körpertubus ausgerichtet sind. Das Licht einer Lampe oder eines Spiegels passiert einen Kondensor, die Probe und beide Linsen. Der Kondensor bündelt das Licht und kann eine Blende haben, mit der die Lichtmenge eingestellt werden kann, die durch die Probe fällt. Das Okular oder Okular enthält normalerweise eine Linse, die das Objekt 10 Mal (auch 10x geschrieben) vergrößert. Die untere Linse oder das Objektiv kann durch Drehen eines Objektivrevolvers mit drei oder vier Objektiven, von denen jedes eine Linse mit unterschiedlicher Vergrößerung hat, gewechselt werden. Am häufigsten haben die Objektivstärken vierfache (4x), 10-fache (10x), 40-fache (40x) und manchmal 100-fache (100x) Vergrößerung. Einige zusammengesetzte Lichtmikroskope enthalten auch eine konkave Linse, um Unschärfen an den Rändern zu korrigieren.

• Verwenden Sie niemals die Sonne als Lichtquelle, wenn Sie ein zusammengesetztes Mikroskop mit Spiegel verwenden. Das durch die Linsen gebündelte Sonnenlicht führt zu Augenschäden.

Verbundlichtmikroskope sind in der Regel Hellfeldmikroskope. Diese Mikroskope lassen Licht vom Kondensor unterhalb der Probe durch, wodurch die Probe im Vergleich zum umgebenden Medium dunkler erscheint. Die Transparenz der Proben kann die Sichtbarkeit von Details aufgrund des geringen Kontrasts erschweren. Die Proben werden daher oft gefärbt, um einen besseren Kontrast zu erzielen.

Dunkelfeldmikroskope haben einen modifizierten Kondensor, der Licht aus einem Winkel durchlässt. Das abgewinkelte Licht bietet einen größeren Kontrast, um Details zu sehen. Das Exemplar sieht heller aus als der Hintergrund. Dunkelfeldmikroskope ermöglichen bessere Beobachtungen von lebenden Präparaten.

Phasenkontrast-Mikroskope verwenden spezielle Objektive und einen modifizierten Kondensor, damit Probendetails in specimen Kontrast zum umgebenden Material, auch wenn die Probe und das umgebende Material optisch ähnlich. Kondensor und Objektiv verstärken selbst geringfügige Unterschiede in der Lichtdurchlässigkeit und -brechung und erhöhen den Kontrast. Wie bei den Hellfeldmikroskopen erscheint die Probe dunkler als das umgebende Material.

Der Unterschied zwischen Handlinsen- und Mikroskopvergrößerung liegt in der Anzahl der Linsen. Bei einer Lupe oder Handlinse beschränkt sich die Vergrößerung auf die Einzellinse. Da das Objektiv eine Brennweite vom Objektiv zum Fokuspunkt hat, ist die Vergrößerung fest. 1673 stellte Antony van Leeuwenhoek der Welt seine winzigen "Animalcules" mit einem einfachen Mikroskop oder einer Handlinse mit 300-facher (300-facher) Vergrößerung der tatsächlichen Größe vor. Obwohl Leeuwenhoek eine bikonkave Linse verwendet, die eine bessere Auflösung (weniger Verzerrung) des Bildes bietet, verwenden die meisten Lupen eine konvexe Linse.

Um die Vergrößerung in zusammengesetzten Mikroskopen zu finden, müssen Sie die Vergrößerung jeder Linse kennen, die das Bild durchläuft. Glücklicherweise sind die Linsen normalerweise markiert. Übliche Mikroskope im Klassenzimmer haben ein Okular, das das Objekt so vergrößert, dass es zehnmal (10x) größer erscheint als die tatsächliche Größe des Objekts. Die Objektivlinsen von zusammengesetzten Mikroskopen sind an einem drehbaren Objektivrevolver befestigt, sodass der Betrachter die Vergrößerung durch Drehen des Objektivrevolvers auf ein anderes Objektiv ändern kann.

Um die Gesamtvergrößerung zu ermitteln, multiplizieren Sie die Vergrößerung der Linsen miteinander. Wenn Sie ein Objekt durch das Objektiv mit der niedrigsten Vergrößerung betrachten, wird das Bild durch die Objektivlinse 4x und durch die Okularlinse 10x vergrößert. Die Gesamtvergrößerung beträgt daher:

so erscheint das Bild 40-mal (40x) größer als die tatsächliche Größe.

Computer und digitale Bildgebung haben die Möglichkeiten der Wissenschaftler, die mikroskopische Welt zu betrachten, erheblich erweitert.

Das konfokale Mikroskop könnte technisch als zusammengesetztes Mikroskop bezeichnet werden, da es mehr als eine Linse hat. Die Linsen und Spiegel fokussieren Laser, um Bilder von beleuchteten Schichten der Probe zu erzeugen. Diese Bilder passieren Pinholes, wo sie digital erfasst werden. Diese Bilder können dann gespeichert und zur Analyse manipuliert werden.

Rasterelektronenmikroskope (REM) verwenden Elektronenbeleuchtung, um vergoldete Objekte zu scannen. Diese Scans erzeugen dreidimensionale Schwarz-Weiß-Bilder des Äußeren von Objekten. Das REM verwendet eine elektrostatische Linse und mehrere elektromagnetische Linsen.

Transmissionselektronenmikroskope (TEM) verwenden ebenfalls Elektronenbeleuchtung mit einer elektrostatischen Linse und mehreren elektromagnetischen Linsen, um Scans von dünnen Schichten durch Objekte zu erzeugen. Die erzeugten Schwarzweißbilder erscheinen zweidimensional.

Linsen stammen aus den frühesten Aufzeichnungen über ihre Verwendung im späten 13. Jahrhundert. Die menschliche Neugier verlangte fast, dass die Menschen die Fähigkeit von Linsen bemerkten, sehr kleine Objekte zu untersuchen. Der arabische Gelehrte Al-Hazen aus dem 10. Jahrhundert stellte die Hypothese auf, dass sich Licht in geraden Linien ausbreitet und dass das Sehen von Licht abhängt, das von Objekten und in die Augen des Betrachters reflektiert wird. Al-Hazen untersuchte Licht und Farbe mit Wasserkugeln.

Das erste Bild von Linsen in Brillen (Brillen) stammt jedoch aus der Zeit um 1350. Die Erfindung des ersten zusammengesetzten Mikroskops wird Zacharias Janssen und seinem Vater Hans in den 1590er Jahren zugeschrieben. Ende 1609 drehte Galileo das zusammengesetzte Mikroskop auf den Kopf, um mit seinen Beobachtungen des Himmels über ihm zu beginnen und die menschliche Wahrnehmung des Universums dauerhaft zu verändern. Robert Hooke nutzte sein selbstgebautes zusammengesetztes Lichtmikroskop, um die mikroskopische Welt zu erkunden, genannt das Muster sah er in Korkscheiben "Zellen" und veröffentlichte seine vielen Beobachtungen in "Micrographia" (1665). Studien von Hooke und Leeuwenhoek führten schließlich zur Keimtheorie und modernen Medizin.