Ein vollständiger Leitfaden zu Mikroskopobjektiven

Mikroskopobjektive sind ein entscheidender Bestandteil des optischen Systems eines jeden Kompaktmikroskops. Die zwei Hauptkomponenten des optischen Systems eines Mikroskops sind das Okular und das Objektiv. In diesem Artikel besprechen wir alles rund um Mikroskopobjektive.

Was ist ein Objektivrevolver?

Der Revolver ist die Halterung, die mehrere Objektive enthält. Er ist drehbar, sodass Sie leicht zwischen den Objektiven wechseln und die Vergrößerung zur Betrachtung Ihres Präparats ändern können. Achten Sie immer darauf, dass das Objektiv beim Drehen des Revolvers einrastet, um die richtige Position für die Fokussierung zu sichern.

Was bedeuten die Zahlen auf einem Objektiv?

Ein Objektiv weist typischerweise vier Zahlen auf. Wenn zusätzlich „OIL“ angegeben ist, bedeutet das, dass es sich um ein Immersionsölobjektiv handelt, das nur mit Immersionsöl verwendet werden darf (siehe unser separates Video und unseren Artikel zum Thema Immersionsöl).

• Vergrößerung: Die Zahl oben links gibt die Vergrößerung ausschließlich des Objektivs an – nicht zu verwechseln mit der Gesamtvergrößerung. Zum Beispiel bedeutet 40 eine 40-fache Vergrößerung.
• Tubenlänge: Es gibt standardisierte Durchmesser und Längen für das optische Tubus des Mikroskops, in dem sich das Okular befindet und durch das das Licht vom Objektiv transportiert wird. Die Tubenlänge bezieht sich jedoch auf die interne optische Weglänge, die zur Berechnung der Gesamtvergrößerung standardisiert ist.
• Numerische Apertur: Die numerische Apertur beschreibt die Fähigkeit eines Objektivs, Licht von einem Präparat einzufangen und auf einen Detektor oder das Okular zu fokussieren. Je höher die numerische Apertur, desto besser die Auflösung und die Fähigkeit, nahe beieinanderliegende Objekte zu unterscheiden.
• Deckglasdicke: Die am wenigsten wichtige Angabe ist die Deckglasdicke. Sie entspricht der angenommenen Dicke des Deckglases zur Zeit der Objektivkonstruktion.

Was bedeuten die Farben auf einem Objektiv?

Jedes Objektiv besitzt einen Farbring, der eine schnelle visuelle Zuordnung des Vergrößerungsbereichs ermöglicht. Die folgende Tabelle zeigt die relative Vergrößerung und die entsprechende Farbe von 1x – 100x.

Vergrößerung	Farbe
1x – 1,25x	Schwarz
1,6x – 2x	Grau
2,5x – 3,2x	Dunkelrot
4x – 5x	Rot
6,3x – 8x	Orange
10x – 12,5x	Gelb
16x – 20x	Hellgrün
25x – 32x	Grün
40x – 50x	Hellblau
63x – 80x	Blau
100x	Weiß

Was sind die Vorteile parfokaler Optik?

Zuerst: Was bedeutet parfokal? Parfokale Optik bezeichnet ein optisches System – z. B. bei Linsen oder Mikroskopen –, bei dem der Fokus beim Wechsel der Vergrößerung oder beim Zoomen weitgehend konstant bleibt. Mit anderen Worten: Wenn Sie ein Objekt bei einer bestimmten Vergrößerung fokussieren und anschließend die Vergrößerung ändern, bleibt das Objekt ohne erneutes Nachfokussieren scharf gestellt.

Der parfokale Abstand ist der Abstand vom Revolver bis zum Objektträger, der bei einem parfokalen Mikroskop fix bleibt. Die Objektive sind so konstruiert, dass sie beim Wechsel keine Neufokussierung benötigen – trotz unterschiedlicher Vergrößerung.

Parfokale Mikroskope sind besonders nützlich bei mikroskopischen Anwendungen, bei denen man in ein Präparat hinein- oder herauszoomen möchte, ohne die Schärfe zu verlieren. Diese Optik ermöglicht einen schnelleren und bequemeren Wechsel der Vergrößerung bei gleichbleibender Bildqualität.

Es ist erwähnenswert, dass nicht alle optischen Systeme parfokal sind. Einige Zoomobjektive oder Mikroskope erfordern manuelle Fokuseinstellungen beim Vergrößerungswechsel. Parfokalität ist jedoch ein wünschenswertes Merkmal hochwertiger Optiken.

Obwohl ein parfokales System nur minimale Feineinstellung zwischen den Objektivwechseln benötigt, bedeutet die zunehmende optische Leistung auch eine reduzierte Arbeitsdistanz (Working Distance, WD). Diese ist der Abstand vom vorderen Linsenelement zum Deckglas, wenn das Bild scharf ist.

Was bedeutet parazentrisch?

Parazentrische Optik bezieht sich auf ein optisches Design, bei dem der Lichtstrahl durch die Mitte des Objektivs und nicht durch dessen Rand geführt wird. Dadurch werden Bildverzerrungen und Abbildungsfehler reduziert, was zu einer klareren und genaueren Darstellung des beobachteten Objekts führt.

Bei parazentrischer Optik werden die Lichtstrahlen so gebrochen, dass sie sich im Brennpunkt ohne Randverzerrungen treffen. Dadurch lassen sich auch bei hohen Vergrößerungen feine Details besser erkennen.

Parazentrische Optiken finden Anwendung in der biologischen und medizinischen Forschung sowie in der Industrie und Technik, wo präzise Beobachtungen und Messungen notwendig sind. Auch in der Astronomie helfen sie, Verzerrungen durch atmosphärische Turbulenzen zu minimieren.

Welche Objektivtypen gibt es?

Verschiedene Objektive korrigieren verschiedene optische Abbildungsfehler. Es gibt drei Haupttypen von optischen Aberrationen, die in Objektivdesigns korrigiert werden können:

• Sphärische Aberration
• Chromatische Aberration
• Feldkrümmung

Mit zunehmender Anzahl an Korrekturen steigen sowohl die Komplexität des Objektivdesigns als auch die Kosten.

Objektivtyp	Sphärische Aberration	Chromatische Aberration	Feldkrümmung
Achromat	1 Farbe	2 Farben	Nein
Plan Achromat	1 Farbe	2 Farben	Ja
Fluorit	2–3 Farben	2–3 Farben	Nein
Plan Fluorit	3–4 Farben	2–4 Farben	Ja
Plan Apochromat	3–4 Farben	4–5 Farben	Ja