Een microscoop is een instrument voor het bestuderen van objecten die te klein zijn om goed met het blote oog te zien.

Microscopische technieken zijn tegenwoordig niet meer weg te denken uit de wereld van wetenschap en techniek. Zij worden veel gebruikt voor medisch, biologisch en forensisch onderzoek en bij onderzoek van materialen, om maar een paar toepassingen te noemen.

Table of contents

1 Twee veel voorkomende typen lichtmicroscoop 2 bouw van een gewone microscoop 2.1 goed of goedkoop? 3 Typen microscopen 3.2 Lichtmicroscoop 3.3 geschiedenis lichtmicroscoop 3.4 Op basis van andere golven 3.5 Op basis van aftasting 4 Beeldanalyse 5 externe links

Twee veel voorkomende typen lichtmicroscoop

• 'gewone' of biologische microscoop en de
• stereomicroscoop.

De tweede soort, de stereomicroscoop, gebruikt men meestal bij opvallend licht en met vergrotingen tussen 10x en 100x, maar krijgt daarbij wel een stereoscopisch beeld waarbij diepte kan worden waargenomen. Deze is bij uitstek geschikt voor het bestuderen van planten, insecten, edelstenen, fossielen en mineralen. Ook voor horlogemakers en micro-electronica.

bouw van een gewone microscoop

De waarnemer kijkt door een oculair dat 5 a 20 x vergroot, meestal 7x a 10x. Het oculair zit in de tubus die aan het andere uiteinde voorzien is van een objectief. De meeste microscopen hebben 3 a 5 objectieven die 4 tot 100 x vergroten. Ze kunnen worden verwisseld door aan de de revolverkop van de microscoop te draaien. Bij goede microscopen is het beeld van het volgende objectief ook scherp als er eerder met een ander objectief werd scherpgesteld (de objectieven heten dan parfocaal). De totale vergroting wordt berekend door de vergroting van het objectief te vermenigvuldigen met die van het oculair en eventuele andere tussenliggende elementen.

In de tubus zitten tussen objectief en oculair soms nog andere optische elementen, zoals prisma's om de kijkhoek te veranderen zodat men naar een horizontaal liggend preparaat kan kijken zonder boven de microscoop te moeten hangen, splitters die het beeld over twee oculairen verdelen, en correctielenzen om optische gebreken van het objectief te corrigeren, die soms ook nog een kleine vergrotingsfactor toevoegen (b.v. 1,25x).

Voor het objectief bevindt zich het preparaat, bij sterke objectieven op zeer kleine afstand (fracties van een millimeter). Het preparaat kan bij duurdere microscopen met behulp van een kruistafel (niet op de afbeelding) in horizontale X- en Y richting worden verschoven; de afstanden kunnen worden afgelezen door een schaalverdeling met nonius. Verstelling langs de Z-as (scherpstellen) gebeurt door het op en neer draaien van de kruistafel of van de tubus (afbeelding), afhankelijk van het type microscoop. Oudere microscopen deden dit met de tubus, moderne waarbij vaak (zware) foto-apparatuur op de tubus wordt bevestigd bewegen alleen nog de kruistafel.

Achter het preparaat bevindt zich de condensor (niet in de afbeelding) die het licht van de lichtbron concentreert en liefst evenwijdig naar boven straalt. De lichtbron kan ingebouwd onder de preparaattafel zitten of extern zijn; in dat laatste geval wordt het licht via een verstelbaar spiegeltje naar het objectief toe weerkaatst. In het condensorgedeelte zit ook een diafragma om de hoeveelheid licht te kunnen regelen en meestal een of meer filterhouders om met gekleurd licht of polarisatiefilters te kunnen werken.

Voor de scherpstelling zijn er meestal twee knoppen, een grove die een bereik van centimeters heeft, en een fijnscherpstelling die 1 a 2 millimeter verplaatsing verdeelt over een aantal omwentelingen van de knop. De afstand tot het preparaat is bij sterke vergroting zo klein dat men gemakkelijk de lens door het preparaat heen kan draaien. Goede lenzen hebben om dit te voorkomen een veerinrichting. Bij zeer sterke vergrotingen moet om optimale afbeeldingen te krijgen gebruik gemaakt worden van olie-immersie: de lens wordt met het preparaat in olie gedompeld zodat er geen lucht-glas lichtbrekingsovergangen zijn die leiden tot vermindering van de maximaal haalbare nuttige vergroting. (Zie voor uitleg hiervannumerieke apertuur).

goed of goedkoop?

Typen microscopen

Lichtmicroscoop

geschiedenis lichtmicroscoop

De eigenlijke uitvinder van de lichtmicroscoop is de Nederlander Cornelis Drebbel 1572?-1633 die overigens ook de thermometer uitvond. Zijn instrument vermocht echter nog niet veel. Verbeteringen kwamen van o.a. Christiaan Huygens en Jan Swammerdam. De laatste was ook de eerste die het met succes als een wetenschappelijk instrument ging gebruiken. Zijn opvolger Antoni van Leeuwenhoek ontdekte een goede methode voor het slijpen van sterk vergrotende glazen lenzen en bracht daarmee het instrument op een beduidend hoger plan. Toch was ook zijn microscoop niet veel meer dan een klein lensje in een houder. Deze houder diende vlak bij het oog gehouden te worden.

Van Leeuwenhoeks instrument is een voorbeeld van lichtmicroscopie, waarin gebruik gemaakt wordt van zichtbaar licht, dat wil zeggen dat deel van het electromagnetische spectrum met een golflengte λ tussen ca 300 en 650 nm. Verder wordt er gebruik gemaakt van het vermogen van lenzen om deze golven te kunnen focusseren (bundelen) in een brandpunt. Lichtmicroscopie is sinds van Leeuwenhoek's tijd uitgegroeid tot een ware familie van verwante technieken en subtechnieken, zoals:

• fasekontrast microscopie
• donkerveld microscopie
• fluorescentiemicroscopie
• polarisatie microscopie

Voor langere golven zoals infrarood (IR), microgolven en radiogolven zijn er ook in toenemende mate beperkingen. Het probleem daar is het oplossend vermogen. Voor grotere golflengtes wordt dat vermogen steeds kleiner. Daarmee gaat het vermogen om kleine voorwerpen zichtbaar te maken verloren.

Op basis van andere golven

Ook andere golven die gefocusseerd kunnen worden zijn bruikbaar voor microscopie. Voorbeelden zijn :

• elektronenmicroscopie (materiegolven)
• akoustische microscopie (geluidsgolven)

Op basis van aftasting

Naast het gebruik van focusseerbare golven is er sinds de jaren negentig een nieuwe familie van microscopen ontstaan die op een ander beginsel gegrondvest zijn, namelijk aftasting. Zij danken allemaal hun bestaan aan de eigenschappen van piëzoelektrische materialen. Deze materialen vervormen op een goed voorspelbare wijze wanneer zij blootgesteld worden aan een elektrische spanning. Dit maakt het mogelijk bijzonder kleine bewegingen uit te voeren met uiterste precisie. Daardoor is het mogelijk de oppervlakte af te tasten met een precisie van de grootte van een atoom. Voorbeelden zijn

• Scanning tunneling microscopie
• Atomic force microscopie

externe links

• http://www.microscopy-uk.org.uk/ Engelstalige site met zeer veel informatie.
• histologische preparaten zelf maken (Goed compleet boek van hobbyist op het web).