Grundlagen der Licht- und Elektronenmikroskopie:
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Stuttgart
Verlag Eugen Ulmer
[2018]
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INHALT
DANKSAGUNG.11
VORWORT UND EINFUEHRUNG
.
15
I VON DER STRAHLENOPTIK ZUM EINFACHEN MIKROSKOP. . . 19
1
OPTISCHE GRUNDLAGEN - STRAHLENOPTIK
.
20
1.1 WAS IST LICHT? - EIN HISTORISCHER UE BERBLICK
.
20
1.2 LICHTQUELLEN: SELBST- UND NICHTSELBSTLEUCHTER
.
26
1.2.1 WIE ENTSTEHT
LICHT?.26
1.3 BEGRIFFE DER STRAHLENOPTIK
.
27
1.3.1 LICHTSTRAHL UND STRAHLENBUENDEL
.
27
1.3.2 PUNKTLICHTQUELLEN ZUR EINFACHEN GRAFISCHEN DARSTELLUNG
VON
STRAHLENGAENGEN.28
1.4 AXIOME DER STRAHLENOPTIK
.
29
1.4.1 ERSTES AXIOM DER STRAHLENOPTIK
.
30
1.4.2 ZWEITES AXIOM DER STRAHLENOPTIK
.
30
1.4.3 DRITTES AXIOM DER STRAHLENOPTIK
.
36
1.4.4 VIERTES AXIOM DER STRAHLENOPTIK
.
36
1.5 BRECHUNG DES LICHTS BEIM DURCHGANG DURCH
VERSCHIEDENE OPTISCHE BAUELEMENTE
.37
1.5.1 PLANPARALLELE
PLATTE.37
1.5.2 BRECHUNG AN KUGELFOERMIGEN
GRENZFLAECHEN.38
1.5.3 BRECHUNG AN L IN S E N
.40
1.6 WIE ENTSTEHEN B ILD
ER?.45
1.6.1 ABBILDUNGEN DURCH
LINSEN. 45
1.6.2 ABBILDUNGEN DURCH PRISM EN
.
55
1.6.3 ABBILDUNGEN DURCH S P IE G E L
.
57
1.7
ZUSAMMENFASSUNG.58
2
AUGE, LUPE UND EINFACHES M IKROSKOP
.
59
2.1 DAS A U G E
.
59
2.1.1 DER AUFBAU DES MENSCHLICHEN A U G E S
.
59
2.1.2 NETZHAUT . .
,.
60
2.1.3 DIOPTRIK DES A
UGES. 62
2.2 OPTISCHE INSTRUMENTE UND VERGROESSERUNG
.
72
2.2.1
LUPE.
73
2.2.2 VERGROESSERUNGSGLAS, LUPE UND EINFACHES MIKROSKOP . 75
2.3
ZUSAMMENFASSUNG.
80
II DAS ZUSAM M ENGESETZTE M IKROSKOP
.
81
3
ALLGEMEINES ZUM M IK RO SK O P
.
82
3.1 DER STRAHLENGANG EINES MIKROSKOPS
.
82
3.2 DIE VERGROESSERUNG DURCH DAS MIKROSKOP
.
85
3.3 DAS ZUSAMMENGESETZTE UND DAS EINFACHE
MIKROSKOP IM
VERGLEICH. 89
3.4
ZUSAMMENFASSUNG.
91
4
DER AUFBAU EINES M IKROSKOPS
.
92
4.1 ALLGEMEINER AUFBAU EINES MIKROSKOPS
.
92
4.2 DIE MECHANISCHEN BESTANDTEILE EINES M IKROSKOPS
.
92
4.2.1
STATIVE.
92
4.2.2 M
IKROSKOPTUBEN.
96
4.2.3
OBJEKTTISCHE.100
4.3 ZUSAMMENFASSUNG
.
103
5
MIKROSKOPOBJEKTIVE
.
104
5.1 OBJEKTIVE MIT ENDLICHER UND UNENDLICHER BILDWEITE . 104
5.1.1 OBJEKTIVE MIT ENDLICHER
BILDWEITE.104
5.1.2 OBJEKTIVE MIT UNENDLICHER B ILD W
EITE.106
5.2 VERGROESSERUNG UND ABBILDUNGSMASSSTAB
.
107
5.3 DIE NUMERISCHE A P E RTU R.
110
5.3.1 BEDEUTUNG DER NUMERISCHEN A P E RTU
R.111
5.3.2 NUMERISCHE APERTUR UND OEFFNUNGSWINKEL
.
112
5.3.3 NUMERISCHE APERTUR UND IM M ERSIO N
.113
5.4 HOMOGENE IM M ERSION. 114
5.5 IMMERSIONSMITTEL UND
-OBJEKTIVE.116
5.5.1
IMMERSIONSMITTEL.
116
5.5.2 ANWENDUNG EINES
IMMERSIONSOBJEKTIVS.118
5.6 NUMERISCHE APERTUR UND FOERDERLICHE VERGROESSERUNG . 119
5.7 ABBILDUNGSFEHLER UND DEREN
KORREKTION.120
5.7.1
ABBILDUNGSFEHLER.
120
5.7.2 MONOCHROMATISCHE
ABERRATIONEN.120
5.7.3 CHROMATISCHE ABERRATION
.124
5.8 KORREKTIONSKLASSEN ODER OBJEKTIVKLASSEN
.
125
5.8.1 DER
ACHROMAT.125
5.8.2 FLUORITOBJEKTIVE ODER SEMIAPOCHROMATE
.
127
5.8.3 DER APOCHROM
AT.127
5.8.4
PLANOBJEKTIVE.129
5.9
SPEZIALOBJEKTIVE.130
5.9.1 OBJEKTIVE MIT Q UARZGLAS
.
130
5.9.2 PHASENKONTRASTOBJEKTIVE
.
131
5.9.3 OBJEKTIVE FUER DIE POLARISATIONSMIKROSKOPIE
.
131
5.10
DECKGLASDICKE.131
5.11 KORREKTIONSRING BEI O
BJEKTIVEN.133
5.12 FEDERFASSUNG ZUM SCHUTZ DER FRONTLINSE
.
133
5.13 OBJEKTIVE MIT IRISBLENDE
.
134
5.14
ZUSAMMENFASSUNG.
136
6 M
IKROSKOPOKULARE.
137
6.1 ALLGEMEINES ZUM O KULAR
.
137
6.2 O
KULARTYPEN.141
6.3 OKULARANGABEN UND IHRE BEDEUTUNG
.144
6.3.1
VERGROESSERUNG.144
6.3.2
SEHFELDZAHL.144
6Y3.3 GROSSFELD- ODER WEITWINKELOKULARE
.
147
6.3.4
DIOPTRIENAUSGLEICH.
147
6.3.5
BRILLENTRAEGEROKULAR.
147
6.4 OKULARE FUER DEMONSTRATIONS-,
ZAEHL- ODER MESSZWECKE
.
148
6.5
ZUSAMMENFASSUNG.152
7 DIE B ELEUCHTUNGSEINRICHTUNG
EINES M IK RO S K O P S
. 153
7.1 DIE
BELEUCHTUNG.153
7.2 LICHTQUELLEN UND IHRE OPTIMALE EINSTELLUNG
.
154
7.3 DER
KONDENSOR.155
7.3.1 ALLGEMEINER AUFBAU EINES K
ONDENSORS.155
7.3.2 FUNKTION DES KONDENSORS: AUSLEUCHTUNG
DES
PRAEPARATS.155
7.3.3 FUNKTION DES KONDENSORS: BELEUCHTUNGSAPERTUR
.
157
7.3.4 EINSTELLUNG DER KONDENSORBLENDE
.
158
7.3.5 BAUFORMEN VON KONDENSOREN
.
161
7.4 MIKROSKOPBELEUCHTUNGEN
.
163
7.4.1 DIE KRITISCHE BELEUCHTUNG
.
163
7.4.2 DIE KOEHLERSCHE BELEUCHTUNG
.
164
7.5
ZUSAMMENFASSUNG.174
8
EINTEILUNG DER M IKROSKOPE
.
175
8.1
KURSMIKROSKOPE.
175
8.2 ROUTINE- ODER
LABORMIKROSKOPE.178
8.3 FORSCHUNGSMIKROSKOPE ODER UNIVERSALMIKROSKOPE
.
178
8.4 ZUSAMMENFASSUNG
.
180
9
STEREOMIKROSKOPE UND M AKROSKOPE
.
IS I
9.1 STEREOMIKROSKOPE
.
181
9.1.1 GREENOUGH-SYSTEME ODER GREENOUGH-MIKROSKOPE
.
183
9.1.2 TELESKOP- ODER FERNROHRSYSTEME
.184
9.1.3 B
ELEUCHTUNG.
185
9.1.4 ANWENDUNGSGEBIETE
.
185
9.2
MAKROSKOPE.186
9.3
ZUSAMMENFASSUNG.
187
III THEORIE DER MIKROSKOPISCHEN A BBILDUNG
.
189
10
GRUNDLAGEN DER WELLENOPTIK
.
190
10.1 DER DUNKLE RAUM: WARUM DIE WELLENOPTIK
ZUM VERSTAENDNIS DES MIKROSKOPS SO BEDEUTEND I S T
.
190
10.2 OPTISCHE BEUGUNG UND
INTERFERENZ.1?4
10.3
SCHWINGUNGEN.
198
10.4 WELLEN
.199
10.4.1 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG VON WELLEN
.
201
10.4.2 WASSERWELLEN ALS MODELL FUER TRANSVERSALWELLEN
.
203
10.4.3 AUSBREITUNG VON LICHTWELLEN
.
204
10.5 INTERFERENZ VON W E LLE N
.
205
10.5.1
WASSERWELLEN.205
10.5.2
LICHTWELLEN.206
10.6 MODELLE ZUR LICHTWELLENAUSBREITUNG:
HUYGENS-FRESNELSCHES PRINZIP UND FRESNELSCHE BEUGUNG . 209
10.7 FRESNELSCHE UND FRAUNHOFERSCHE BEUGUNGEN
.
218
10.8
ZUSAMMENFASSUNG.
220
11
BEUGUNG IM MIKROSKOP
.
.
221
11.1 BEOBACHTUNG VON
BEUGUNGSBILDERN.222
11.1.1 DIE BEUGUNG VON LICHT IN DER
FRAUNHOFER-VERSUCHSANORDNUNG
.
222
11.1.2 DIE BEUGUNG VON LICHT IM ABBESCHEN DIFFRAKTIONSAPPARAT. 223
11.1.3 MOEGLICHKEITEN ZUR BEOBACHTUNG DES PRIMAEREN
BEUGUNGSBILDES IM NORMALEN, AUFRECHTEN MIKROSKOP. . . . 224
11.2 EINFACHSPALT, DOPPELSPALT UND OPTISCHE G ITT E R
.
225
11.2.1 DIE BEUGUNG VON LICHT AM
EINFACHSPALT.226
11.2.2 BEUGUNG AM DOPPELSPALT UND AM S TRICHGITTER
.
230
11.2.3 K
REUZGITTER.234
11.3 MIKROSKOPISCHE PRAEPARATE ALS BEUGUNGSGITTER
.
236
11.4 BEDEUTUNG DER LICHTBEUGUNG FUER DIE BILDENTSTEHUNG:
AUSBLENDEN DER N EBENM AXIM A
.
237
11.5 ZUSAMMENFASSUNG
.
239
12 DIE THEORIE DER B ILDENTSTEHUNG NACH A B B E
.
240
12.1 DIE ABBESCHE THEORIE DER MIKROSKOPISCHEN ABBILDUNG . . 241
12.2 AUFLOESUNGSVERMOEGEN EINES MIKROSKOPS NACH ABBE
.
244
12.3 ABBE-FORMEL FUER DAS AUFLOESUNGSVERMOEGEN
EINES
MIKROSKOPS.249
12.4 AUFLOESUNGSGRENZE DES LICHTMIKROSKOPS (ABBE-LIMIT)
.
252
12.5 DAS AUFLOESUNGSVERMOEGEN EINES MIKROSKOPS
NACH VON H ELM
HOLTZ.254
12.6 AUFLOESUNGSVERMOEGEN UND FOERDERLICHE VERGROESSERUNG . 254
12.7 THEORIE DER MIKROSKOPISCHEN ABBILDUNG NACH ABBE
UND DER DUNKLE R A U M
. 258
12.8 AUSBLICK
.
258
12.9
ZUSAMMENFASSUNG.259
IV ELEKTRONENM IKROSKOPISCHE V E RFAH REN
.
261
13 DAS T RAN SM ISSIONSELEKTRONENM IKROSKOP
.
262
13.1 ELEKTRONEN ZUR ABBILDUNG VON STRUKTUREN PRAEGEN
DIE VORSTELLUNGSWELT DER BIOLOGEN
.
263
13.2 DIE GESCHICHTE DER ELEKTRONENMIKROSKOPIE
BEGINNT MIT DEM TRANSMISSIONSELEKTRONENMIKROSKOP . . . 266
13.3 AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE EINES
TRANSMISSIONSELEKTRONENMIKROSKOPS
.
274
13.4 KORREKTOREN ZUR MINIMIERUNG VON LINSENFEHLERN IM TEM . 279
13.5 BILDENTSTEHUNG IM T E M
.
281
13.6 MOEGLICHKEITEN EINES ENERGIEFILTERS IM TEM
.284
13.7 PROBENPRAEPARATION FUER TE M
.
289
13.7.1 OBJEKTTRAEGER FUER UNTERSUCHUNGEN IM T E M
.
.
. 291
13.7.2 PRAEPARATION VON EINZELPARTIKELN FUER TEM
.
.
292
13.7.3 GIBT ES EINE IDEALE
FIXIERUNGSMETHODE?.293
13.7.4 HERSTELLUNG VON PROBEN-DUENNSCHNITTEN
.
296
13.7.5 KONTRASTIERUNG DER
PROBEN.298
13.7.6 PROBENPRAEPARATION FUER ANALYTISCHE EFTEM-METHODEN . . . 298
13.8 TEM-ANWENDUNGEN IN DEN LEBENSWISSENSCHAFTEN
.
298
13.8.1 VISUALISIERUNG VON ULTRASTRUKTUREN UND
SUBZELLULAERER LOKALISATION VON MOLEKUELEN IM TEM . . 298
13.8.2 ANALYSE VON BIOLOGISCHEN PROBEN DURCH KRYO-TEM . 299
13.8.3 EINSATZ DES TEM IN DER STRUKTURBIOLOGIE
.
300
13.8.4 3D IM TEM -
TEM-TOMOGRAPHIE.301
13.9 DIE INTERPRETATION VON TEM A UFNAHM
EN.303
13.10 LIMITS UND TRENDS IN DER
TRANSMISSIONSELEKTRONENMIKROSKOPIE.304
13.11
ZUSAMMENFASSUNG.
305
14
DAS RASTERELEKTRONENM IKROSKOP
.
307
14.1 RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE -
FORTSETZUNGSREISE INS REICH DER KLEINEN D IN G E
.
307
14.1.1 ALLGEMEINES FUNKTIONSPRINZIP DES
REM.308
14.1.2 DIE GESCHICHTE DER RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE
.
308
14.2 AUFBAU EINES RASTERELEKTRONENMIKROSKOPS
.
313
14.2.1 ELEKTRONENSTRAHLERZEUGENDE SYSTEME
UND ELEKTRONENEMITTER
.
313
14.2.2
LINSEN.322
14.2.3
RASTEREINHEIT.326
14.3 BILDENTSTEHUNG IM REM: WECHSELWIRKUNGEN
ZWISCHEN ELEKTRONENSTRAHL UND PROBE UND IHR
INFORMATIONSGEHALT.
328
14.4 DETEKTION UND KONTRASTE
.
337
14.4.1 EVERHART-THORNLEY-DETEKTOR (E T D
).338
14.4.2 DEDIZIERTE RUECKSTREUELEKTRONENDETEKTOREN
.
341
14.4.3 SPEZIELLE DETEKTOREN UND ABBILDUNGSVERFAHREN
.
343
14.4.4 DIE BEDEUTUNG VON KONTRAST, SIGNAL UND RAUSCHEN . 348
14.5 WIE KOMMT MAN ZU EINEM GUTEN BILD? -
PROBENPRAEPARATION UND EINSTELLUNGEN AM REM
.
350
14.6 TRENDS IN DER RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE
.
354
14.7
ZUSAMMENFASSUNG.
357
LITERATURVERZEICHNIS
.359
KAPITEL 1 - 1 2
.359
KAPITEL 1 3
.365
KAPITEL 1 4
.368
A N H A N G
.
371
SYMBOLE UND KONSTANTEN
.
371
GRUNDGROESSEN UND ABGELEITETE G R OE SS E N
.372
BRECHUNGSINDIZES WICHTIGER IMMERSIONSMITTEL UND LUFT . . 372
FORMELN.373
KONVENTIONEN.374
QUELLENNACHWEIS.375
TABELLEN.375
A
BBILDUNGEN.375
SACHVERZEICHNIS.381
AUTORENVERZEICHNIS.396 |
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