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Mikroskop – Aufbau und Handhabung

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Team Digital
Mikroskop – Aufbau und Handhabung
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Grundlagen zum Thema Mikroskop – Aufbau und Handhabung

Inhalt

Das Mikroskop

Das Mikroskop ist ein wichtiges Instrument in der Biologie. Aber was genau ist ein Mikroskop? Ein Mikroskop ist, ganz einfach erklärt, eine optische Apparatur zur Vergrößerung eines sehr kleinen Objekts. Es dient deinem Auge als Hilfsmittel, um das Auflösungsvermögen zu erhöhen – noch stärker als eine Lupe.

Wie funktioniert ein Mikroskop?

Die Linse in deinem Auge bildet ein gesehenes Objekt auf der Netzhaut scharf und klein ab. Ziehst du das Objekt jedoch näher heran, verschwimmt es aufgrund des festen Blickwinkels deines Auges nach und nach. Hier hilft eine Lupe oder ein Mikroskop.
Bei einem Mikroskop sind mehrere Linsen hintereinander angeordnet. So wird der Sehwinkel des Auges vergrößert und die Brechkraft der Augenlinse wird mit der der Mikroskoplinse addiert. Der zu betrachtende Gegenstand vergrößert sich um ein Vielfaches und wird scharf auf der Netzhaut abgebildet. So kannst du die kleinsten Bestandteile in der Natur, wie die Zellen einer Pflanze, kleine Lebewesen in einem Wassertropfen oder die Struktur eines Sandkorns, untersuchen.

Das Mikroskop – Aufbau

Es gibt unterschiedliche Arten von Mikroskopen. In der Schule wird häufig ein Lichtmikroskop eingesetzt. Dieses Mikroskop ist aus folgenden Bestandteilen aufgebaut:

  • Stativ
  • Objektiv
  • Objektivrevolver
  • Tubus
  • Okulare
  • Kondensor mit Blende
  • Objekttisch
  • Grobtrieb
  • Feintrieb

Aufbau eines Mikroskops

Diese Bestandteile wollen wir uns nun im Detail anschauen:

  • Stativ: Das Stativ dient als Halterung der einzelnen Bestandteile und zur Stabilisierung des Mikroskops.
  • Objektiv: Das Objektiv enthält die Linsen, die das Objekt erfassen. Hier erfolgt die Primärvergrößerung.
  • Objektivrevolver: Der Objektivrevolver ist eine drehbare Halterung am Mikroskop. An diesem sind mehrere Objektive mit unterschiedlichen Vergrößerungsstufen angebracht. So kann durch einen kleinen Handgriff das Objekt mit wenig Aufwand in verschiedenen Vergrößerungen abgebildet werden.
  • Okulare: Die Okulare sind die oberen Linsen am Mikroskop. Sie erfassen das Bild, das das Objektiv erzeugt, und leiten es auf unser Auge weiter. Diese Linsen dienen der Sekundärvergrößerung.
  • Tubus: Der Tubus ist eine Röhre und verbindet das Objektiv und das Okular miteinander. Durch den Tubus wird das Bild vom Objektiv zum Okular weitergeleitet. Zusätzlich verhindert der Tubus, dass Licht aus der Umgebung zwischen Okular und Objektiv gelangt.
  • Objekttisch: Auf dem Objekttisch liegt das zu untersuchende Objekt. Dieses wird in der Regel zwischen zwei kleine Glasscheiben gelegt und auf dem Objekttisch befestigt.
  • Kondensor mit Blende: Der Kondensor und die Blende sind unterhalb des Objekttischs befestigt. Der Kondensor besteht aus mehreren Hilfslinsen. Die Blende dient zur Bündelung und Regulation des Lichts. Insgesamt erfolgt durch Kondensor und Blende eine gleichmäßige Ausleuchtung des Objekts.
  • Grob- und Feintrieb: Der Grobtrieb und der Feintrieb sind Rädchen am Stativ, mit denen man den Abstand zwischen Objektiv und Objekt verändern kann. Das ist wichtig, um das Bild im Mikroskop scharf zu stellen.

Die Vergrößerung am Mikroskop

Bei der Betrachtung eines Objekts unter dem Mikroskop ist immer die Vergrößerung anzugeben. Diese ergibt sich aus der Vergrößerungsstufe von Objektiv und Okular. Ein Beispiel: Ein Objektiv besitzt eine 20-fache Vergrößerung, ein Okular eine 2-fache Vergrößerung. Multipliziert man diese Faktoren miteinander, ergibt sich insgesamt eine 40-fache Vergrößerung.

Mikroskop – Zusammenfassung der Funktionsweise

Um mit einem Mikroskop ein Objekt, zum Beispiel ein Stück eines Blatts, zu untersuchen, läuft Folgendes ab: Die Lichtquelle im Fuß des Stativs schickt das Licht durch den Kondensor und die Blende. Diese Bauteile erzeugen eine gleichmäßige Ausleuchtung des Blattstückchens. Das Objektiv sendet das Bild des Blatts in vergrößerter Version durch den Tubus an das Okular weiter, wo eine weitere Vergrößerung durch die Linsen erfolgt. Durch das Okular betrachtest du nun die einzelnen Zellen des Blatts. Ist das Bild nicht scharf genug, wird dies durch den Grob- und Feintrieb scharf gestellt.

Lass dich von den mikroskopisch kleinen Bestandteilen der Natur überraschen. Nutze auch unser Video zum Thema Präparate herstellen, um mehr über die Mikroskopie zu erfahren.

Teste dein Wissen mit unseren Aufgabenblättern und nutze diese zur Vorbereitung auf deine nächste Klassenarbeit.

Transkript Mikroskop – Aufbau und Handhabung

Menschen versuchen seit jeher alles Mögliche zu begreifen. Was erwartet uns in der Tiefsee? Wie sieht es auf dem Mond aus? Wie viel Fläche Wald gibt es auf unserer Erde? Dabei geht es oft um das ganz Große. Manchmal aber auch um das ganz Kleine. Wow. Es geht sogar noch kleiner! Hier siehst du Pflanzenzellen unter einem Mikroskop. Na, hat das deinen Forschergeist geweckt? Vielleicht hast du sogar schon mal mikroskopiert oder hast bald im Biounterricht die Möglichkeit dazu. Schauen wir uns einmal an, wie ein Mikroskop aufgebaut ist und was man bei der Handhabung zu beachten hat. So kannst du möglichst schnell loslegen. Im Biounterricht arbeitest du voraussichtlich mit einem Lichtmikroskop – so ein Teil hast du bestimmt schon mal gesehen, oder? Es ist eines der wichtigsten Geräte der Biologie! Sicher weißt du bereits, dass damit ein stark vergrößertes, viel genaueres Bild entsteht, als es zum Beispiel eine Lupe liefert – auch wenn das ebenfalls schon ziemlich beeindruckend sein kann. Wie ist ein Mikroskop aufgebaut und wie ermöglichen die einzelnen Bauteile diese Funktion? Unten angefangen siehst du den Mikroskopfuß und das Stativ. Sie bilden die Halterung für das Mikroskop. Darüber liegt die Lichtquelle oder auch Mikroskopleuchte. Damit wird das Objekt, welches du untersuchen willst, durchleuchtet. Mit den Triebrädern kannst du das Bild scharf stellen, indem du den Abstand zwischen Objekttisch und Objektiv veränderst. Es gibt meist ein Triebrad für die feine und eins für die grobe Einstellung. Der Kondensor mit der Blende reguliert Helligkeit und Kontrast des Bildes. Und der eben bereits genannte Objekttisch bildet die Ablagefläche für den sogenannten Objektträger, auf dem dein zu untersuchendes Objekt liegt. Achte darauf, dass das Objekt immer in den Lichtstrahl, über die Öffnung im Objekttisch gelegt wird – klar, sonst kann es nicht von der Leuchte durchleuchtet werden. So, jetzt zum Objektiv, es ist maßgeblich für die eigentliche Funktion des Mikroskops. Das Objektiv stellt ein vergrößertes Bild des Objektes her. Bei den meisten Mikroskopen gibt es verschiedene Objektive mit jeweils unterschiedlicher Vergrößerung – standardmäßig vierfach, zehnfach und vierzigfach. Die Vergrößerung ist meist seitlich eingraviert, du kannst also leicht wählen, welche du nutzen möchtest. Die Objektive sind am Objektivrevolver angebracht und so kannst du das Objektiv durch Drehen am Revolver wechseln. Das Okular vergrößert das Objektbild ebenfalls – auch hier ist die Vergrößerung seitlich eingraviert. Es ist der Teil des Mikroskops, in den du hineinschaust. Das Okular wirkt über eine oder mehrere Linsen im Prinzip wie eine Lupe und trägt somit zur Vergrößerungsleistung eines Lichtmikroskops zusammen mit dem Objektiv bei. Der Tubus ist eine Röhre, an dem das Okular am oberen Ende sitzt. Du kannst ihn so schrägstellen, dass du eine angenehme Körperhaltung vor dem Mikroskop einnehmen kannst. Der Tubus verbindet Okular und Objektiv, wodurch das Bild vom Objektiv zum Okular weitergeleitet wird. Schauen wir uns nun mal ein paar wichtige Grundsätze zur Handhabung eines Lichtmikroskops an. Wie bereits erwähnt, platzierst du das Objekt, das dich interessiert, auf dem sogenannten Objektträger, welchen du wiederum später auf den Objekttisch legst. Das Objekt sollte möglichst dünn und durchsichtig sein, damit es von der Mikroskopleuchte gut durchstrahlt werden kann. Die Präparation eines Objekts wirst du mit Sicherheit im Biounterricht üben. Damit du es aber schon einmal gehört hast: am Ende legst du auf das Objekt ein Deckgläschen, das dein Objekt fixiert. Das Bild des Objekts, das du durch das Okular sehen kannst, ist übrigens seitenverkehrt und steht auf dem Kopf. Du kannst berechnen, wie stark es vergrößert ist. Dazu multiplizierst du einfach die Vergrößerung des Okulars mit der des Objektivs. Also erinnern wir uns: in der Schule vergrößert ein Standard-Lichtmikroskop zum Beispiel mit einem zehnfachen Okular. Nehmen wir an, die Vergrößerung des Objektivs ist vierzigfach. Zehn mal vierzig gleich 400, also haben wir eine vierhundertfache Vergrößerung des Objektbildes – ziemlich cool, oder? Wenn du das Mikroskop transportieren möchtest, greife es mit einer Hand am Fuß und mit der anderen am Stativ, dann sollte nichts schief gehen. Alles andere, wie zum Beispiel das Scharfstellen an Grob- und Feintrieb, probierst du am besten in der Praxis am Gerät aus. Das waren ja jetzt auch schon ganz schön viele Fachbegriffe – fassen wir noch einmal zusammen. Verschiedene Bauteile eines Lichtmikroskops bedingen dessen Funktion. Das Objekt wird von der Mikroskopleuchte ausgeleuchtet. Das Objektiv sendet dann ein vergrößertes Bild des Objekts durch den Tubus an das Okular. Dort erfolgt eine zusätzliche Vergrößerung durch die Linse oder mehrere Linsen. Durch Grob- und Feintrieb kann das Bild scharfgestellt werden. Zudem gibt es ein paar Dinge bei der Handhabung zu beachten. Also nun bist du top vorbereitet und sicher nicht mehr zu bremsen. Du wirst bestimmt ein paar tolle Entdeckungen machen, wenn du deine Geräte denn sinnvoll einsetzt.

Mikroskop – Aufbau und Handhabung Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Mikroskop – Aufbau und Handhabung kannst du es wiederholen und üben.
  • Benenne die Bestandteile eines Lichtmikroskops.

    Tipps

    Wie wir Menschen steht auch das Mikroskop auf einem Fuß.

    Wenn du etwas mikroskopieren möchtest, legst du das Objekt auf den Objekttisch.

    Durch das Okular schaust du beim Mikroskopieren hindurch.

    Mikroskopfuß und Stativ bilden die Halterung für das Mikroskop.

    Lösung

    Das Lichtmikroskop ist aus unterschiedlichen Teilen zusammengesetzt. In der Abbildung kannst du die Namen der unterschiedlichen Bestandteile sehen.

    Das Stativ und der Mikroskopfuß dienen als Halterung der einzelnen Bestandteile und der Stabilisierung des Mikroskops.
    Wenn du etwas mikroskopieren möchtest, legst du das zu untersuchende Objekt auf den Objekttisch. Das Objekt wird dabei in der Regel zwischen zwei kleine Glasscheiben gelegt und auf dem Objekttisch befestigt.
    Direkt über dem Objekttisch befindet sich das Objektiv. Das Objektiv enthält die Linsen, die das Objekt erfassen. Hier erfolgt die Primärvergrößerung.
    Um dann etwas zu sehen, musst du durch das Okular schauen, das sich ganz oben am Mikroskop befindet. Die Okulare sind die oberen Linsen am Mikroskop. Sie erfassen das Bild, das das Objektiv erzeugt, und leiten es auf unser Auge weiter. Diese Linsen dienen der Sekundärvergrößerung.

  • Fasse die Funktionen der unterschiedlichen Bestandteile eines Mikroskops zusammen.

    Tipps

    Schau dir das Bild im Kopfteil der Übung genau an.

    Das Objektiv ist genau über dem Objekt. Damit kann das Objekt dann zunächst erstmal vergrößert werden.

    Durch das Okular schaust du mit deinem Auge.

    Lösung

    Ein Mikroskop setzt sich aus vielen unterschiedlichen Bestandteilen zusammen. Sie alle haben ganz bestimmte Funktionen.

    • Stativ: Das Stativ dient als Halterung der einzelnen Bestandteile und zur Stabilisierung des Mikroskops.
    • Objektiv: Das Objektiv enthält die Linsen, die das Objekt erfassen. Hier erfolgt die Primärvergrößerung.
    • Objektivrevolver: Der Objektivrevolver ist eine drehbare Halterung am Mikroskop. An diesem sind mehrere Objektive mit unterschiedlichen Vergrößerungsstufen angebracht. So kann durch einen kleinen Handgriff das Objekt mit wenig Aufwand in verschiedenen Vergrößerungen abgebildet werden.
    • Okulare: Die Okulare sind die oberen Linsen am Mikroskop. Sie erfassen das Bild, das das Objektiv erzeugt, und leiten es auf unser Auge weiter. Diese Linsen dienen der Sekundärvergrößerung.
    • Tubus: Der Tubus ist eine Röhre und verbindet das Objektiv und das Okular miteinander. Durch den Tubus wird das Bild vom Objektiv zum Okular weitergeleitet. Zusätzlich verhindert der Tubus, dass Licht aus der Umgebung zwischen Okular und Objektiv gelangt.
    • Objekttisch: Auf dem Objekttisch liegt das zu untersuchende Objekt. Dieses wird in der Regel zwischen zwei kleine Glasscheiben gelegt und auf dem Objekttisch befestigt.
    • Kondensor mit Blende: Der Kondensor und die Blende sind unterhalb des Objekttischs befestigt. Der Kondensor besteht aus mehreren Hilfslinsen. Die Blende dient zur Bündelung und Regulation des Lichts. Insgesamt erfolgt durch Kondensor und Blende eine gleichmäßige Ausleuchtung des Objekts.
    • Grob- und Feintrieb: Der Grobtrieb und der Feintrieb sind Rädchen am Stativ, mit denen man den Abstand zwischen Objektiv und Objekt verändern kann. Das ist wichtig, um das Bild im Mikroskop scharf zu stellen.

  • Überprüfe die Aussagen zur Funktionsweise eines Lichtmikroskops auf ihre Richtigkeit.

    Tipps

    Vier der Antworten sind richtig.

    Mit einer Lupe kannst du zum Beispiel kleine Insekten vergrößert sehen.

    Das Objektiv befindet sich über dem Objekttisch.

    Sterne schaut man sich mit einem Fernrohr an.

    Lösung

    Ein Mikroskop hat mindestens zwei Linsen: Jeweils mindestens eine im Okular und im Objektiv.

    Das Objektiv vergrößert das Bild des Objekts. Der Tubus verbindet Okular und Objektiv, wodurch das Bild vom Objektiv zum Okular weitergeleitet wird. Das Okular wirkt über eine oder mehrere Linsen im Prinzip wie eine Lupe und vergrößert das Bild noch weiter.

    Mit einem Mikroskop kannst du kleine Dinge wie Körperzellen, Bakterien oder Pflanzenzellen anschauen.

    Wenn du dir Sterne anschauen möchtest, brauchst du ein Fernrohr.

  • Beschreibe den Vorgang des Mikroskopierens.

    Tipps

    Das Objekt wird von unten mit einer Leuchte angestrahlt.

    Das lateinische Wort tubus heißt übersetzt Röhre.

    Lösung

    Um ein Objekt unterm Mikroskop genauer zu untersuchen, wird es zunächst auf den Objekttisch gelegt. Darunter liegt die Mikroskopleuchte. Damit wird das Objekt, welches du untersuchen willst, durchleuchtet.

    Über dem Objekt befindet sich der Objektivrevolver, an dem mehrere Objektive angebracht sind. Das Objektiv stellt ein vergrößertes Bild des Objektes her. Bei den meisten Mikroskopen gibt es verschiedene Objektive mit jeweils unterschiedlicher Vergrößerung – standardmäßig vierfach, zehnfach und vierzigfach.

    Der Tubus ist eine Röhre, die Okular und Objektiv verbindet, wodurch das Bild vom Objektiv weitergeleitet wird. Das Okular vergrößert das Objektbild ebenfalls. Es ist der Teil des Mikroskops, in den du hineinschaust. Das Okular wirkt über eine oder mehrere Linsen im Prinzip wie eine Lupe und vergrößert das bereits vergrößerte Bild noch weiter.

    Blickst du nun durch das Okular, muss noch einiges eingestellt werden, um das vergrößerte Objekt klar und deutlich zu sehen.

    An den Triebrädern kannst du das Bild scharf stellen, indem du den Abstand zwischen Objekttisch und Objektiv veränderst.

    Der Kondensor mit der Blende reguliert Helligkeit und Kontrast des Bildes.

  • Berechne die Vergrößerung durch ein Mikroskop.

    Tipps

    Um die Gesamtvergrößerung zu berechnen, musst du einfach die Vergrößerung des Okulars mit der Vergrößerung des Objekts multiplizieren.

    Lösung

    Bei der Betrachtung eines Objekts unter dem Mikroskop ist immer die Vergrößerung anzugeben. Diese ergibt sich aus der Vergrößerungsstufe von Objektiv und Okular.

    Dazu musst du einfach die Vergrößerung des Okulars mit der Vergrößerung des Objekts multiplizieren. Also so:

    $ \text{Gesamtvergrößerung Objekt} = $ $\text{Vergrößerung Okular} \cdot \text{Vergrößerung Objekt} $

    Besitzt das Objektiv eine 20-fache Vergrößerung und das Okular eine 10-fache Vergrößerung, ergibt sich insgesamt eine 200-fache Vergrößerung.

    Besitzt das Objektiv eine 60-fache Vergrößerung und das Okular eine 10-fache Vergrößerung, ergibt sich insgesamt eine 600-fache Vergrößerung.

    Besitzt das Objektiv eine 40-fache Vergrößerung und das Okular eine 20-fache Vergrößerung, ergibt sich insgesamt eine 800-fache Vergrößerung.

    Besitzt das Objektiv eine 4-fache Vergrößerung und das Okular eine 15-fache Vergrößerung, ergibt sich insgesamt eine 60-fache Vergrößerung.

  • Fasse zusammen, wie ein Präparat fürs Mikroskopieren hergestellt wird.

    Tipps

    Für das Mikroskopieren wird ein hauchdünnes Objekt benötigt.

    Der Objektträger ist eine Glasplatte.

    Das Objekt befindet sich zwischen Objektträger und Deckplättchen.

    Lösung

    Zum Mikroskopieren gehört auch das Vorbereiten von Präparaten. In diesem Fall soll eine Zwiebelzelle betrachtet werden.

    Dafür wird zuerst mit einem Skalpell oder einer Rasierklinge vorsichtig ein Rechteck in die konkave Seite einer Zwiebelhaut geritzt. Als Nächstes zieht man vorsichtig mit einer Pinzette die oberste Schicht der Zwiebel von dem rechteckigen Stückchen ab.
    Auf einen Objektträger wird ein Tropfen Wasser gegeben. Die dünne Haut der Zwiebel wird nun auf diesen Wassertropfen gelegt und glatt gestrichen. Im Anschluss setzt man vorsichtig das Deckgläschen darauf und kann das Objekt anschließend unter dem Mikroskop betrachten.

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