Die Geschichte des Mikroskops

Wer hat das Mikroskop erfunden?
Die Geschichte des Mikroskops

Wie bei zahlreichen Erfindungen der heutigen Zeit gab und gibt es seit jeher Diskussionen über die Person der ursprünglichen Erfinder. Diese Diskussionen bestimmen auch die Frage, wer denn nun tatsächlich das Mikroskop erfunden hat.


Im ersten Jahrhundert, als das Glas erfunden wurde, untersuchten die Römer die Verwendungsmöglichkeiten von Glas und wie die Betrachtung von Objekten durch Gläser diese Objekte größer erscheinen ließ.


Im 13. Jahrhundert stellte der Italiener Salvino D'Armate dann die erste Brille her, ein Vergrößerungselement für ein Auge.


Die früheste einfache Form der Vergrößerung waren Lupen, üblicherweise mit 6- bis 10-facher Vergrößerung, die zur Beobachtung von winzigen Insekten wie Flöhen dienten, daher wurden diese frühen Vergrößerungsgläser auch "Flohgläser" genannt.".


Zacharias Jansen und das erste zusammengesetzte Mikroskop


Zwischen 1590 und 1600 begannen dann zwei niederländische Optiker, Zacharias Jansen und sein Vater Hans, mit diesen Linsen zu experimentieren. Sie montierten mehrere Linsen in einem Rohr und machten eine bedeutende Entdeckung. Das Objekt, das dem Ende des Rohrs näher lag, erschien um ein Vielfaches vergrößert, viel größer, als mit einem normalen Vergrößerungsglas jemals möglich gewesen wäre.


Ihre ersten Mikroskope waren mehr eine Novität als ein wissenschaftliches Werkzeug, da die maximale Vergrößerung bei etwa x9 lag und die Bilder leicht verschwommen waren. Leider hat keines der Mikroskope der Jansens die Jahrhunderte überdauert, aber ein für den niederländischen Adel angefertigtes Instrument wird als "3 verschiebbare Rohre, voll ausgezogen 18 Zoll lang mit zwei Zoll Durchmesser" beschrieben. Es wird berichtet, dass dieses Mikroskop vollständig geschlossen eine 3-fache Vergrößerung und voll ausgezogen eine 9-fache Vergrößerung erreichte.


Auch wenn normale Vergrößerungsgläser im Prinzip einfache Mikroskope sind, meinen wir - wenn wir von der Erfindung des Mikroskops sprechen - tatsächlich das "Zusammengesetzte (Compound-) Mikroskop". Zusammengesetzte Mikroskope besitzen zwei oder mehr Linsen, die durch einen Hohlzylinder (Tubus) miteinander verbunden sind. Die obere Linse, also diejenige, durch die man durchsieht, wird Okular genannt. Die untere Linse wird Objektiv genannt. Wenn wir also heute "Mikroskop" sagen, meinen wir tatsächlich das "Zusammengesetzte Mikroskop".


Es gibt eine Linse, das sogenannte "Objektiv", die ein primär vergrößertes Bild erzeugt. Dann gibt es eine weitere Linse, das sogenannte "Okular", welche das erste Bild vergrößert. In der Praxis werden mehrere Linsen für das Objektiv und das Okular verwendet, aber das Prinzip ist immer das der zweitstufigen Vergrößerung.


Es wird angenommen, dass Zacharias Jansens Vater Hans beim Bau des ersten Mikroskops 1595 geholfen hat. Zacharias berichtete einem niederländischen Diplomaten namens William Boreel in einem Brief von der Erfindung. Als der Physiker des französischen Königs in den 1650ern Informationen über die Erfindung einholte, erzählte ihm Boreel von der Konstruktion des Mikroskops.


Anton van Leeuwenhoek


Es war Anton van Leeuwenhoek (1632-1723), ein niederländischer Tuchhändler und Wissenschaftler und einer der Pioniere der Mikroskopie, der im späten 17. Jahrhundert als Erster ein richtiges Mikroskop anfertigte und verwendete.


Van Leeuwenhoek hatte mehr Erfolg bei der Entwicklung neuer Wege zur Herstellung von hochwertigen Linsen als seine Zeitgenossen. Er schliff und polierte 550 Linsen für die Konstruktion seines neuen Linsentubus, der eine Vergrößerungsleistung von x270 hatte und Gegenstände in der Größe eines Millionstel Meters sichtbar machen konnte (andere Mikroskope dieser Zeit erreichten bestenfalls eine 50-fache Vergrößerung).


Van Leeuwenhoek machte bei der Verwendung seiner Mikroskope zahlreiche biologische Entdeckungen. Er war der Erste, der Bakterien, Hefepflanzen, das Leben in einem Wassertropfen und die Zirkulation von Blutkörperchen in den Kapillaren beobachtete und dokumentierte. Im Verlauf seines langen Lebens verwendete er seine Linsen, um in unglaublicher Pionierarbeit eine außerordentliche Vielzahl von lebenden und nichtlebenden Dingen zu dokumentieren, außerdem berichtete er seine Erkenntnisse in hunderten von Briefen an die Royal Society of England und an die französische Akademie der Wissenschaften.


Van Leeuwenhoeks Arbeit wurde vom englischen Naturwissenschaftler Robert Hook überprüft und weitergesponnen, der 1665 die erste Arbeit mikroskopischer Studien, die Micrographia, veröffentlichte. Robert Hookes detaillierte Dokumentation brachte die mikrobiologische Forschung in England einen enormen Schritt weiter und wirkte sich insgesamt förderlich auf die naturwissenschaftliche Entwicklung aus.


Die Micrographia von Hooke


Robert Hooke veröffentlichte 1665 seine Micrographia. Sie ist sein bekanntestes Werk und berühmt für ihre wunderbaren Illustrationen, die Hooke selbst anfertigte. Die Micrographia enthält zahlreiche Unterlagen über Hookes Beobachtungen mit dem Mikroskop. Er untersuchte alle Arten von Dingen (Schnee, eine Nadel, eine Rasierklinge, etc.) mit einem primitiven Verbundmikroskop, aber die interessantesten Beobachtungen machte er mit Flöhen und Kork. Er untersuchte die Flöhe unter dem Mikroskop und konnte sogar die winzigen Haare auf ihren Körpern sehen. Auf dem Kork sah er Poren. Nach eingehender Untersuchung der Poren entschied er sich, sie "Zellen" zu nennen, allerdings war ihm nicht bewusst, dass er gerade die Pflanzenzellen entdeckt hatte.


Trotz dieser großartigen Errungenschaften im Bereich der Mikroskopie veränderten sich die Mikroskope im Verlauf der nächsten 200 Jahre nicht wesentlich, auch wenn es Ungenauigkeiten beim Beobachten von Objekten durch die unterschiedliche Lichtbrechung gab. In den 1850ern begann der deutsche Ingenieur Carl Zeiss damit, Verbesserungen an den Linsen durchzuführen, die er in den Mikroskopen, die er herstellte, einsetzte. In den 1880ern stellte Zeiss den Glasspezialisten Otto Schott ein, der die Forschungsarbeiten an optischem Glas leitete und einen großen Beitrag zur Verbesserung der optischen Qualität des Mikroskops leistete.


Nicht zu vergessen Ernst Abbe, der von Zeiss eingestellt wurde, um den Fertigungsprozess der optischen Instrumente zu verbessern, der sich bis dahin größtenteils auf das Versuchs- und Irrtumsprinzip stützte. In der langjährigen und fruchtbaren Zusammenarbeit entwickelte Abbe seine theoretischen Studien der optischen Prinzipien und verbesserte damit das grundlegende Verständnis für die optische Qualität eines Mikroskops.


Moderne zusammengesetzte Mikroskope


Mit dem technologischen Fortschritt und der verbesserten Optik entstand schließlich das Mikroskop, wie wir es heute kennen.


Die theoretische Mindestgröße, die man mit einem optischen Mikroskop sichtbar machen kann, liegt bei 200nm (wie von Abbe definiert), da optische Mikroskope nur in der Lage sind, Objekte zu fokussieren, die mindestens in der Größenordnung einer Lichtwellenlänge rangieren (normalerweise wird eine Wellenlänge mit rund 550 nm angenommen).


Ein Elektronenmikroskop kann hingegen Bilder vergrößern, die tausend Mal kleiner als eine Lichtwellenlänge sind.

Carl Zeiss