Skript - Mikrobiologie und Weinforschung - Johannes Gutenberg ...

Das Phasenkontrastmikroskop von Zernike (1934) gestattet lebende Objekte mitHilfe des Mikroskops bei großer Beleuchtungsapertur (d.h. bei hoher Auflösung)kontrastreich abzubilden, ohne sie durch Farbstoffe anzufärben und damit zuverändern.Der Phasenunterschied zwischen dem Licht, das das Objekt durchlaufen hat,gegenüber dem am Objekt vorbeigehenden Untergrundlicht wird dabei zurErzeugung eines Kontrastes ausgenutzt. Man verändert das Untergrundlicht inPhase und Amplitude so, dass es im reellen Zwischenbild das vom Objektveränderte Licht, das zu einem Bild des Objektes gesammelt wird, möglichstauslöscht. Dadurch erscheint das Objekt dunkel auf hellem Grund: „positiverPhasenkontrast“. Man kann das Untergrundlicht auch so verändern, dass dasObjekt hell auf dunklem Grund erscheint: „negativer Phasenkontrast“.Voraussetzung ist, dass irgendwo im Strahlengang das Untergrundlicht getrennt vondem vom Objekt beeinflussten Licht verändert werden kann. Bei der Köhler´schenBeleuchtungsanordnung ist das in der hinteren Brennebene des Objektivs der Fall:dort wird das Untergrundlicht gesammelt (weil es parallel einfällt) und ergibt einstark verkleinertes Bild der Aperturblende des Kondensors und der in dieser Blendeabgebildeten Lichtquelle. Das auf das Objekt treffende Licht ist dagegen nicht mehrparallel, sondern wird vom Objekt gebeugt und gestreut und geht von ihm divergentaus. Deshalb wird es erst weit hinter der Brennebene des Objektivs, nämlich in derEbene des reellen Zwischenbildes, gesammelt und erfüllt in der hinterenBrennebene des Objektivs einen großen Querschnitt. Hier also kann dasUntergrundlicht, das nur einen sehr kleinen Teil der Brennebene ausfüllt (reelles,stark verkleinertes Bild der Kondensor-Aperturblende), verändert werden, ohne dassgleichzeitig das Objektlicht wesentlich beeinflusst wird.Man bringt hier eine Platte aus optisch dichtem Material (Gipskristall in Form undGröße des Bildes der Kondensor-Aperturblende) so an, dass dieses Bild von derPlatte abgedeckt wird. Das Untergrundlicht muss also vollständig diesePhasenplatte durchlaufen. Die Dicke der Platte wird so bemessen, dass die Phasedes Untergrundlichtes beim Durchlaufen dieser Platte um so viel verschoben wird,dass die Differenz zu dem ebenfalls in der Phase verschobenen Objektlichtsmöglichst genau 180° beträgt. Wenn nun außerdem durch Grautönung derPhasenplatte die Amplitude des Untergrundlichtes der des Objektlichtes angepasstwird, löscht es im reellen Zwischenbild das Objektlicht vollständig aus, d.h., dassObjekt erscheint schwarz auf hellem Untergrund. Das kann streng genommen, nurbei einer Wellenlänge des Lichtes erreicht werden.Dicke und Grautönung der Phasenplatte müssten den verschiedenen Dicken undDichten der verschiedenen Objekte jeweils angepasst werden, um eine vollständigeAuslöschung und damit maximalen Kontrast zu erhalten. Zernike hat tatsächlich mitauswechselbaren Platten gearbeitet. Es hat sich aber gezeigt, dass man in derPraxis Dicke und Grautönung der Phasenplatte auf mittlere Werte der in Fragekommenden Objekte abstimmen kann und dann für die meisten Objekte mit einerPlatte auskommt.Eine ringförmige Kondensor-Aperturblende ist für das Phasenkontrastverfahren ausverschiedenen Gründen viel günstiger als eine kreisförmige, die durch die üblicheIrisblende gebildet wird. Ihr Durchmesser wird – je nach Objektiv – so groß wiemöglich gewählt, denn er bestimmt die Beleuchtungsapertur und beeinflusst damitdie Auflösung. Mehrere solcher Ringblenden mit verschiedenen Durchmessern(verschiedenen Objektiven entsprechend) sind im Kondensor auf einerRevolverscheibe angeordnet. In den Phasenkontrastobjektiven sind denRingblenden entsprechende ringförmige Phasenplatten angebracht. Man muss für14