Techniklexikon

Mikroskopie

OptikLaboratoriumsmethoden und -geräte, Technik zur vergrösserten Darstellung kleiner Strukturen. Historisch zurückverfolgen lässt sich die Mikroskopie als Technik bis in das 16. Jh. Der erste Hinweis auf die vergrössernde Wirkung zweier Linsen stammt von G. Fracastoro (1538). Das erste zusammengesetzte Mikroskop wurde wahrscheinlich um 1590 von den holländischen Brillenmachern J. und Z. Janssen gebaut. Das erste Binokular wurde um 1678 von C. D\'Orleans hergestellt. Die Entwicklung von achromatischen Linsenkombinationen ermöglichte die Verwendung grösserer Linsen. G. B. Amici berechnete starke Mikroobjektive und führte 1827 die halbkugelförmige Frontlinse sowie 1847 das Immersionsobjektiv ein. E. Abbe erarbeitete 1873 die exakte Theorie zur Beschreibung der mikroskopischen Abbildung auf Grundlage der Beugung aus. C. Zeiss fertigte ab 1872 Mikroobjektive mit den von O. Schott entwickelten optischen Gläsern. Eine zunehmende Differenzierung setzte ab 1900 mit der Ausnutzung wesentlicher physikalischer Effekte ein, so führte z. B. Zernike 1932 das Phasenkontrastverfahren ein.

Die Mikroskopie hat sich bis in das 20. Jh. hinein als reine lichtoptische Fernfeldtechnik entwickelt und dargestellt, bei der die Effekte der geometrischen Optik den beherrschenden Faktor darstellen. Aufbauend auf der Entdeckung des Wellencharakters von Teilchenstrahlung zum Beginn des 20. Jh. wurde in den 30er Jahren  das Elektronenmikroskop entwickelt. Der Vorteil der Elektronenmikroskopie gegenüber der Lichtmikroskopie war und ist bis heute das deutlich erhöhte Auflösungsvermögen. Eine völlig andere Mikroskopiertechnik stellen dagegen die Nahfeldverfahren (Nahfeldmikroskopie) dar. Bei ihnen wird ebenfalls die Wellennatur von Strahlung ausgenutzt. Im Gegensatz zu den typischen Fernfeldtechniken der Licht- und Teilchenoptik verbessert sie das bei Fernfeldtechniken durch Beugung begrenzte Auflösungsvermögen allerdings um Grössenordnungen. Mikroskopische Nahfeldtechniken lassen sich konzeptionell bis ins Jahr 1928 zurückverfolgen. Den ersten echten revolutionären Durchbruch erlebte die elektronische Nahfeldmikroskopie im Jahre 1981 mit der Entwicklung des ersten Rastertunnelmikroskops.