Die Geschichte der Mikroskopie: So fing alles an!

Es ist schwierig zu definieren, wann die Geschichte der Mikroskopie wirklich losging. Man kann auf jeden Fall sagen, dass die Mikroskopie quasi gleichzeitig mit der kompletten Welt der Optik nach und nach erforscht wurde. Immer wenn eine neue Erkenntnis in der Optik erzielt wurde, so hat man probiert diese auch auf das Mikroskop anzuwenden, wodurch eine stetige Weiterentwicklung entstand.

Die Geschichte der vergrößernden Optik reicht bis zu den alten Römern zurück, welche schon mit Wasser gefüllte Glasschalen als eine Art Linse zur Vergrößerung benutzt haben. Mit solchen Anordnungen begann die Untersuchung, wie sich Licht in Wasser, Glas bzw generell verhält. Die Forschung nach der Natur des Lichtes spielt eine entscheidende Rolle in der Entwicklung der gesamten Optik, da gerade die ursprünglichen Geräte aus der Optik das Licht als abbildendes Medium nehmen. Auch die Griechen benutzten schon um 1000 n.Chr. Brenngläser, mit denen verschiedene Versuche durchgeführt wurden. Diese Brenngläser waren einfach Sammellinsen, welche die Lichtstrahlen in einem Brennpunkt gebündelt haben, wodurch man bei Sonnenschein mit so einem Glas sogar Feuer machen konnte.

Strahlengang in einer Sammellinse

Die Erfindung der Brille

Diese Brenngläser waren schon ziemlich ähnlich zu heutigen Linsen, da es geschliffene Glassteine waren, die somit eine Linsenform erhalten haben und Lichtstrahlen bündeln konnten. Diese Brenngläser wurden hauptsächlich als Lupen benutzt, um demnach zur Vergrößerung von Objekten bzw. Schriften genutzt. Sie eigneten sich prima als Lesehilfe. Genau diese Brenngläser bildeten 1285 die Basis für die erste Brille, wie wir sie heute kennen. Allerdings konnte diese Brille nur Leuten mit Weitsichtigkeit helfen, da diese das Problem haben, dass die Lichtstrahlen zu schwach gebrochen werden und sich der  Brennpunkt im Auge hinter der Netzhaut befindet. Die Sammellinse sorgt dafür dass die Lichtstrahlen stärker gebrochen werden und verlegt den Brennpunkt somit weiter nach vorne Richtung Netzhaut.

Strahlengang bei Kurzsichtigen

Kurzsichtige Menschen mussten noch über 200 Jahre warten, bis die Konkavlinse erfunden wurde. Kurzsichtige Menschen haben eigentlich das Problem, dass die Lichtstrahlen in ihrem Auge zu stark gebrochen werden und der Brennpunkt dadurch vor ihrer Netzhaut liegt. Eine Konkavlinse sorgt nun dafür, dass die Strahlen erst nach außen gebrochen werden und sich der Brennpunkt damit nach hinten genau in die Netzhaut verlagert. Mit Hilfe dieser beiden Linsen-Typen entstanden Brillen, welche die gleiche Funktionsweise wie heutige Brillen hatten.

Aber zurück zu den Mikroskopen: Es ist schwierig auszumachen wann wirklich das allererste Mikroskop gebaut wurde, allerdings wurden um 1590 mehrere Linsen zusammen kombiniert um dadurch höhere Vergrößerungen zu erhalten. Man geht davon aus, dass die ersten Mikroskope dadurch eine maximal Vergrößerung von 6x-9x erreichten. Seit diesem Zeitpunkt gab es unzählige Wissenschaftler, welche das Mikroskop weiter entwickelten und dadurch zu einem der wichtigsten Forschungsgeräte überhaupt machten.

Wie das Mikroskop entstanden ist

Los ging es mit Christian Huygens (1629-1695), der das erste zweilinsige Okular entwarf. Diese waren achromatisch korrigiert und sorgten damit für um einiges bessere Farben und weniger Farbfehler generell. Diese Erfindung ist ein wesentlicher Baustein in der Verbesserung der Optik, auch wenn diese Okulare im Vergleich zu aktuellen Weitfeld Okularen unterlegen sind. Die Verbesserung der Optik ist ein entscheidender Punkt, da man dadurch auch die maximale Vergrößerung erhöhen kann.

Christian Gottlieb Hertel (1683-1743) entwickelte den hebbaren Tubus, welcher eine ähnliche Wirkung wie die heutigen Barlow-Linsen hat. Durch heben des Tubus erhöht sich die Brennweite des Mikroskops und damit auch die Vergrößerung, wodurch insgesamt ein stufenloser Zoom realisiert werden kann. Außerdem entwickelte er den drehbaren Objekttisch, welcher die Verwendung des Mikroskops erleichterte. Eine seiner wohl wichtigsten Errungenschaften war wohl der Spiegel unterhalb des Objekttisches, der zur Beleuchtung dient. Da die Elektrizität zu dieser Zeit noch sehr unerforscht war, konnte man natürlich nicht einfach eine LED-Beleuchtung wie in heutigen Modellen montieren. Der Spiegel erfüllt aber den gleichen Zweck und ermöglichte somit die ersten Durchlichtmikroskope.

William Nicol (1768-1841) erforschte Polarisationsprismen, welche eine Änderung des Polarisationszustandes von Licht bezwecken, indem sie das Licht doppelt brechen.

August Köhler

August Köhler (1866-1948) entwickelte die gleichnamige „Köhlersche Beleuchtung“, welche auch noch heutzutage benutzt wird und extrem wichtig ist. Bei der Köhlerschen Beleuchtung wird ein Kondensor und ein Blende vor der Beleuchtung benutzt. Stellt man diese nach der Methode von Köhler ein, so kann man damit eine ideale Ausleuchtung und gute Kontraste erzielen, wodurch das Bild sehr hochwertig ist.

Insgesamt kann man sagen, dass es bis zu den heutigen Mikroskopen ein extrem langer Weg war. Heutzutage werden schon Elektronen statt Licht zur Abbildung der Objekte genutzt. Diese Erfindung beruht auf der Entdeckung der Materiewellen, was bedeutet, dass nicht nur Licht sich wellenförmig ausbreitet, sondern auch alle anderen Objekte und demnach auch Elektronen.