Mikroskop

Ein Mikroskop (griechisch μικρός mikrós „klein“; σκοπεῖν skopeín „betrachten“) ist ein Gerät, das es erlaubt, Objekte vergrößert anzusehen oder bildlich darzustellen. Dabei handelt es sich meist um Objekte bzw. die Struktur von Objekten, deren Größe unterhalb des Auflösungsvermögens des menschlichen Auges liegt. Eine Technik, die ein Mikroskop einsetzt, wird als Mikroskopie bezeichnet. Mikroskope sind ein wesentliches Hilfsmittel in der Biologie, Medizin und den Materialwissenschaften.

Die physikalischen Prinzipien, die für den Vergrößerungseffekt ausgenutzt werden, können sehr unterschiedlicher Natur sein. Die älteste bekannte Mikroskopietechnik ist die Lichtmikroskopie, die etwa seit ca. 1595 durch Brillenschleifer oder Linsenmacher aus den Niederlanden entwickelt wurde und bei der ein Objekt durch eine oder mehrere Glaslinsen beobachtet wird. Die physikalisch maximal mögliche Auflösung eines klassischen Lichtmikroskops ist von der Wellenlänge des verwendeten Lichts abhängig und auf bestenfalls etwa 0,2 Mikrometer beschränkt. Diese Grenze wird als Abbe-Limit bezeichnet, da die zugrunde liegenden Gesetzmäßigkeiten Ende des 19. Jahrhunderts von Ernst Abbe beschrieben wurden.

Seit 1963 wurden folgende lichtmikroskopische Verfahren jenseits der von Ernst Abbe beschriebenen Auflösungsgrenze entwickelt:

• 3D-SIM-Mikroskopie
• 4Pi-Mikroskopie
• STED-Mikroskopie

Eine höhere Auflösung ermöglichen Elektronenmikroskope, die seit den 1930er Jahren entwickelt wurden, da Elektronenstrahlen eine kleinere Wellenlänge haben als Licht. Rasterkraftmikroskope arbeiten nach einem anderen Prinzip und haben sehr feine Nadeln, mit denen die Oberfläche von Objekten abgetastet wird. Weitere Arten sind unten aufgeführt.

Abbildende und rasternde Mikroskopie

Klassische Lichtmikroskop-Typen beruhen auf einem abbildenden Prinzip: Ähnlich wie bei der Fotografie wird im Gerät durch eine Reihe von Linsen hindurch ein Bild erzeugt, das in einem Stück gesehen oder aufgenommen wird.

Manche lichtmikroskopische Verfahren und besonders Mikroskope, die auf anderen physikalischen Prinzipien beruhen, setzen dagegen auf ein Abrastern (englisch: scanning) des Objektes, bei dem die einzelnen Punkte des vergrößerten Bildes nacheinander, Zeile für Zeile, erzeugt werden. Hierzu zählen beispielsweise Laser-Scanning-Mikroskope, Elektronenmikroskope und Rasterkraftmikroskope.

Mikroskopieverfahren nach physikalischem Prinzip

Lichtmikroskope, Elektronenmikroskope und Rastersondenmikroskope werden in zahlreichen Varianten gebaut und verwendet, die in den jeweiligen Übersichtsartikeln vorgestellt werden. Neben diesen gibt es aber auch Mikroskope, die auf anderen physikalischen Prinzipien beruhen:

• Focused-Ion-Beam-Mikroskop (FIB)
• fotonisches Kraftmikroskop
• Helium-Ionen-Mikroskop
• Magnetresonanzmikroskop
• Neutronenmikroskop
• Raster-SQUID-Mikroskop
• Röntgenmikroskop
• Ultraschallmikroskop oder akustisches Mikroskop

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