Zu Lupe, Stereolupe und Mikroskop greift man, wenn das bloße Auge und das einfache Messmittel (z. B. Lineal) zur Größenbestimmung eines ungleichmäßig geformtes „Etwas“ nicht taugen will. Wie groß ist der Samen von Arabidopsis Thaliana? Einige Samen auf einem Bogen Millimeterpapier verteilt ermöglichen unter der Lupe/Stereolupe zumindest eine erste Schätzung. Der Samen ist eliptisch geformt. „So um 300 µm für die Längsachse.“ wäre eine erste Schätzung.
Die Dimensionen eines Stückes in Tortenform geschnittener Carottenwurzel (Explanat auf Nähragar) lässt ebenfalls Probleme bei der Größenbestimmung erahnen. Durch die Verformung des Agars kommt es zu Verzerrungen / optische Brechungen.
Die Millimeterfolie entstand durch die kopie eines Millimeterpapiers auf Overheadfolie. Gibt es eine Garantie für eine absolute 1:1-Kopie? Eher nicht.
Gefärbte Dünschnitte (hier Sprossquerschnitt von Mais mit Leitbündel) lassen sehr unterschiedlich große Zellen erkennen. Nur die Zellwände stellen sich im vorliegenden, frischen Handschnitt farbig dar. Blau angefärbt zeigen sich die für die Assimilat(z.B. Zucker)-Leitung verantwortlichen Zellen des Phloems dar. Welchen Durchmesser besitzen diese Zellen im Vergleich zu den Zellen mit blaugefärbter Zellwand, die die rotgefärbten Leitbündel einbetten?
Zellkultur, medizinische Diagnostik, InVitroFertilisation …. aber auch Werkstoffkunde und Chemie haben zahllose Anwendungen für messende Mikroskopie. Die Beschreibungen unterschiedlicher Arten von Mikroskopen, Stereomikroskopen, Lupen finden sich auf vielen Seiten.
Mikroskope besitzen Okular und Objektiv, was sie für den Einsatz eines besonderen Hilfsmittels für Längenmessungen geeignet macht.
Wird das Okular mit einem Okularmikrometer (eine spezielle Skala, die keine Einheit besitzt) ausgerüstet, lassen sich die Abmessungen von Objekten mit denen anderer Objekte vergleichen. Mit geeigneten Objektmikrometern ausgestattete Okular gibt es auch als Zusatzausstattung für viele Mikroskope. Der Name „Okularmikrometer“ führt dabei in die Irre, denn es ist eine dimensionslose Skala, die in das Okular entweder selbst eingesetzt werden kann. In Forschung und Ausbildung verfügen Lichtmikroskope oft nicht nur über ein Objektiv zur realen Vergrößerung des Objektbildes. Vielfach gibt es Geräte mit Objektivrevolvern, deren üblicherweise eine Vergrößerung des Objektbildes um zwischen 4-fach und 100-fach auswählen lassen. Abhängig von dieser Vergrößerung sowie weiteren Faktoren kann in der Folge nicht von einem festen Vergrößerungsfaktor ausgegangen werden. Noch unübersichtlicher stellt sich die Lage bei Verwendung von Zoomobjektiven dar.
Konkrete Längenangaben bei Messungen benötigen demgemäß zwingend eine Kalibration, also einen Abgleich, mit einem Vergleichsmaß.
Hier kommt das Objektmikrometer ins Spiel. Ein Objektmikrometer ist ein Objektglas oder ein anderer in der Höhe und art geeigneter Gegenstand, der auf der Betrachtungsseite eine dimensionierte Skala trägt. Das obige Bild zeigt diese Skala im Kreis. Die Skala besteht dabei aus einer Linie, von die im vorliegenden Fall 100 senkrechte Linien kreuzen. Die Angabe 1 DIV = 0,01 mm weist darauf hin, dass der Abstand zwischen zwei senkrechten Unterteilungslinien 0,01 mm = 10 µm beträgt. Die Messskala ist in 10 Bereiche unterteilt, die jeweils eine längere Linie von dem nächsten Bereich trennt. Die jeweiligen Bereiche sind in 10 Intervalle geteilt. Insgesamt gibt es somit 10 durch längere Linien unterteilte Bereiche, die in jeweils 10 durch kürzere Linien getrennte Intervalle aufgeteilt sind.
In der Summe ergeben sich so 10 x 10 Unterteilungen auf einer Strecke von 1 mm = 1000 µm. Das kürzeste Intervall ist somit 1000 µm / 100 = 10 µm lang. Für Messungen ist das Objektmikrometer durch das Objekt zu ersetzen. Es steht für Längenmessungen also nicht mehr zur Verfügung. Hier kommt das Okularmikrometer (oder besser die Okularskala) zum Einsatz. Wenn bekannt wäre, welche Länge der Abstand zwischen zwei Linien des Okularmikrometers bei einer gegebenen Objektivvergrößerung repräsentiert, dann bliebe als Aufgabe, die Bestimmung der Anzahl von Intervallen, die das Objekt im Okularmikrometer einnimmt. Diese Anzahl wäre nur noch mit dem zuvor ermittelten Faktor zu multiplizieren, um die Länge des Objekts zu bestimmen.
Ermittlung des Kalibrationsfaktors
Die obige Darstellung zeigt eine Kalibration bei 400-facher Vergrößerung. Die Skala des Objektmikrometers wird so mittels Kreuztisch und Drehens des Messokulars positioniert, dass die „Null“-Positionen beider Skalen übereinstimmen. Anschließend wird eine nicht zu dicht an der „Null“-Position liegender Strich auf beiden Skalen gesucht, der möglichst gut übereinstimmt. Es müssen also 2 übereinstimmende Linien vorhanden sein. 1. Linie bei „Null“-Positionen beider Skalen und Linie bei von „Null“ entfernter Position. Beide Skalen werden abgelesen. Im einfachen Fall liegen die Achsen beider Skalen nicht wie in der obigen Abbildung nebeneinander, sondern aufeinander. Das Objektmikrometer (links) bestimmt eine Länge von 28 Skalenteilen, was einer Länge von 280 µm entspricht. Das Okularmikrometer (rechts) zeigt für diesen Punkt eine Länge von 84 Skalenteilen an.
280 µm pro 84 Okularskalenteilen = 3,33 µm pro Skalenteil. Dies entspricht dem Mikrometerwert mit dem alle Messungen des Okularmikrometers zu multiplizieren sind.
Die Elipse auf der Skala (entsprechend einer Zelle oder einem Samen) überdeckt einen Skalenbereich von Skalenteil 24 (rechte Seite) bis Skalenteil 62 auf der linken Seite. In Skalenteilen ausgedrückt beträgt die Länge des Objekts somit 62 – 24 = 38 Skalenteile. Als Strecke in µm ergeben sich somit 38 Skalenteile mal 3,33 µm / Skalenteil = 126,5 µm.