Titel: Coddington, über Verbesserung am Mikroskope.
Autor: Coddington, Henry
Fundstelle: 1830, Band 37, Nr. CX. (S. 409–414)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj037/ar037110

CX. Ueber Verbesserung am Mikroskope. Von Hrn. Coddington, M. A. F. R. S., am Trinity College, Mitgliede der Cambridge Philosoph. Society.

Etwas abgekürzt aus den Transactions of the Cambridge Philosophical Society im Edinburgh Journal of Science. Julius. 1830. S. 155.

Mit Abbildungen auf Tab. VIII.

Unter den vielen vortrefflichen Vorschlägen, welche Dr. Brewster von Zeit zu Zeit den theoretischen und praktischen Optikern hingeworfen hat, befindet sich einer, welcher auf eine höchst unverdiente und höchst unerklärbare Weise bisher immer vernachlässigt wurde. Und dieser ist, bei Mikroskopen eine Kugel Statt einer Linse zu gebrauchen. Man muß sich um so mehr hierüber wundern, als seit einigen Jahren mehrere ausgezeichnete Männer ihre Aufmerksamkeit auf Verbesserung dieses Instrumentes gewendet, und weder Zeit, noch Mühe noch Auslagen bei ihrem Unternehmen gespart haben. Die einzige Ursache, welche ich hiervon anzugeben vermag, ist diese, daß, bis auf Prof. Airy's Untersuchungen in dem gegenwärtigen Bande dieser Transactions, Niemand, außer Dr. Young und Dr. Wollaston, dem dornigen Pfade der schiefen Brechung eines Strahlenpinsels durch eine Linse sich zu nähern wagte: beinahe alle übrigen begnügten sich einen einzigen Punkt eines Gegenstandes so deutlich als möglich zu zeigen, im Vertrauen, daß das Uebrige von selbst folgen würde, oder verzweifelnd an der Möglichkeit, jemals ein gutes und weites Sehefeld hervorbringen zu können.

Für diejenigen, welche den Bau zusammengesezter Mikroskope studirten, bietet sich von selbst eine natürliche Analogie zwischen diesem Instrumente und dem Teleskope dar. In jedem derselben entsteht ein Bild, welches man durch eine Linse oder durch mehrere Linsen sieht, welche an dem ersteren dasjenige bilden, was man in der technischen (englischen) Sprache den Körper (body), an dem lezteren das Augenstük (eye piece) nennt.

Die Fortschritte im Baue dieser Instrumente haben, in gewisser Hinsicht, eine sonderbare Aehnlichkeit mit einander. Der erste Schritt von einiger Bedeutung in der Geschichte der Verbesserung des Fernrohres war Huygens's Ocular- oder Augenstük; welches, außer dem Vortheile, den sein Erfinder beabsichtigte, nämlich Verminderung der Nachtheile der Aberration, noch einen weit wichtigeren gewährte, an |410| welchen der Erfinder nicht dachte: nämlich die Verbesserung der gefärbten Fransen, die man um jeden Theil des Bildes sieht, den Mittelpunkt desselben allein ausgenommen. Es gelang hierauf Ramsden ein Augenstük zu verfertigen, welches ein flaches Sehefeld gewährt, wenn es sich vorzüglich um diesen Punkt handelte; und endlich erhielt das Instrument seine Vollkommenheit dadurch, daß man Statt des einfachen Objectivglases eine achromatische und aplanatische Linsenverbindung anbrachte. Bei dem zusammengesezten Mikroskope wurde der erste Punkt (die Verbesserung der farbigen Fransen) vollkommen erreicht; der zweite Punkt wurde von praktischen Optikern mit vieler Mühe, aber mit geringem Erfolge, bearbeitet; der dritte hat neuerlich die ausgezeichnetesten Theoretiker und Praktiker mit ausnehmendem Erfolge beschäftigt: allein, die Schwierigkeiten und die Auslagen, die hiermit nothwendig verbunden sind, sind so groß, daß nur wenige Individuen von ihren Bemühungen irgend einen Vortheil ziehen können.308)

Wenn man Teleskope und Mikroskope mit einander vergleicht, darf man nicht vergessen, daß einige Schwierigkeiten und Quellen des Irrthumes, die bei ersteren so gering sind, daß man sie übersehen könnte, bei lezteren so zu sagen handgreiflich und von der höchsten Wichtigkeit sind. Das Bild, welches von dem Objectivglase eines Teleskopes hervorgebracht wird, wird gewöhnlich als vollkommen flach betrachtet, und als gleich deutlich in allen seinen Theilen: diese Annahme ist auch hinlänglich genau, indem, obschon das Bild, welches von einer Linse mit Central-Lichtpinseln gebildet wird, im Ganzen sehr gekrümmt und sehr undeutlich ist, in diesem Falle ein so kleiner Theil desselben angewendet wird, der zugleich noch der vollkommenste ist, daß die Mängel in der Praxis gewöhnlich beinahe gänzlich verschwinden.

Ich habe in meinem Treatise on the Reflection and Refraction of Light, Art. 145. nach Dr. Young und Prof. Airy gezeigt, daß, wenn

λ die Oeffnung des Objectivglases ist,

z die Entfernung eines Punktes des Bildes von der Achse,

f die Brennweite oder Focallänge der Linse,

k die Entfernung des Bildes von der Linse ist; |411| die Undeutlichkeit sich verhält, wie der Durchmesser des kleinsten Raumes, über welchen ein Pinsel sich verbreitet: Werth = λz²/2kf. Nun ist in einem Teleskope z, das beinahe der halben Oeffnung des Feldglases (field-glass) gleich ist, viel kleiner als f, welchem k gleich ist; und da mittelst eines starken Ocularglases (Augenstükes); an einem unveränderten Objectivglase eine stark vergrößernde Kraft erzeugt wird, und die Oeffnungen der Linsen, deren man sich bei Augenstüken derselben Art bedient, gewöhnlich im Verhältnisse zu ihren Brennweiten sind, so ist der Bruch z²/kf oder z²/f² desto kleiner, je größer die Vergrößerungskraft ist. So ist er z.B. in einem fünffüßigen Teleskope selten, wenn jemals, größer als 1/14400 und sehr oft noch um vieles kleiner, so daß der Werth der Größe λz²/2f² ungefähr = 1/7200 wird.

In einem Mikroskope hingegen ist f eine sehr kleine Größe, obschon k es nicht ist, und die vergrößernde Kraft wird verstärkt, indem man ein Objectivglas von kürzerer Brennweite an demselben Körper anbringt. Folgende Werthe sind, wie ich glaube, diejenigen, die klar herauskommen: λ = 1/30, z = 1/2, f = 1/4, k = 3. Dieß gibt λz²/2kf = 1/60, was, da bei verschiedenen Objectivgläsern z und k beständig sind, und λ gewöhnlich im Verhältnisse mit f steht, als der allgemeine Werth desselben angegeben werden kann.

Ferner ist in einem Teleskope der Theil des Bildes, welcher gebraucht wird, merklich flach, obschon der Halbmesser der Krümmung eines jeden solchen Bildes ungefähr 3/8 der Brennweite des Objectivglases ist. In dem Mikroskope hingegen ist dieß offenbar weit verschieden, so daß, wenn das ganze Bild deutlich wäre, es noch immer unmöglich wäre, irgend eine größere Ausdehnung desselben auf ein Mal deutlich zu sehen. Dieser Einwurf läßt sich in voller Stärke gegen die vollkommensten achromatischen Objectivgläser machen. Nun wird aber bei einer Kugel, wenn sie am Mittelpunkte gehörig weggeschnitten wird, so daß die Aberration und Dispersion auf unmerkliche Größen reducirt wird (was, wie ich aus wirklicher Erfahrung weiß, praktisch sehr leicht und auf die vollkommenste Weise ausführbar ist), das ganze Bild vollkommen deutlich, dasselbe mag in was immer für einem Umfange genommen werden, und der Halbmesser der Krümmung ist nicht weniger, als die ganze Brennweite, so daß die eine Schwierigkeit gänzlich beseitigt, und die andere wenigstens um die Hälfte vermindert ist.

|412|

Ueberdieß scheint noch ein anderer Vortheil in der Praxis aus dieser Einrichtung hervorzugehen, welchen ich nicht voraussah, und welchen ich gegenwärtig auch nicht erklären kann. Ich habe gezeigt, daß, wenn ein Strahlenpinsel in das Auge gelangt, der ohne Abweichung durch eine Linse durchgeht, und von dem Auge gebogen wird, die farbigen Fransen, welche durch die excentrische Dispersion entstehen, bei dem Sehen immer zum Vorscheine kommen. Bei der Kugel kann ich nun diesen Fehler nimmermehr wahrnehmen, und ich denke daher, daß, wenn es möglich wäre das sphärische Glas in einem sehr kleinen Maßstabe zu verfertigen, dieses, vielleicht mit Ausnahme des Doublets des Drs. Wollaston, das vollkommenste einfache Mikroskop seyn würde: ich kann mir, so weit sich der Gebrauch desselben erstrekt, kein trefflicheres Instrument denken; der einzige Fehler, den es hat, ist das kleine Sehefeld und die Unmöglichkeit, dasselbe bei anderen, als bei durchsichtigen Gegenständen, bei durchfallendem Lichte, anzuwenden.

Die Kugel hat ferner noch den Vortheil, daß, während sie ein sehr gutes einfaches Mikroskop bildet, sie noch ganz vorzüglich mehr zu einem Objectivglase eines zusammengesezten Mikroskopes taugt, indem sie ein vollkommen deutliches Bild von irgend einem verlangten Umfange gewährt, und, wenn sie mit einem gehörigen Augenstüke verbunden ist, ohne Schwierigkeit sich auch bei undurchsichtigen Gegenständen benüzen läßt. Ich habe daher versucht, sie auf diese Weise zu verbinden, und dieß war meine Hauptschwierigkeit; denn die Linsensysteme, welche ich zu diesem Ende angewendet fand, sind so ungeeignet vorgerichtet, daß ich gezwungen war, ein solches nach eigener neuer Berechnung zu verfertigen, und mir eigene Werkzeuge hierzu kommen lassen mußte, was nothwendig mit einigem Aufenthalte verbunden war.

Der Grundsaz, welchen ich befolgte, nachdem ich vorläufig einige Versuche anstellte, läßt sich auf folgende Weise erklären.

Eine Hauptursache der Vortrefflichkeit des Huygens'schen Augenstükes ist die Bedingung, deren Erfüllung sein Erfinder sich selbst auflegte, nämlich die Biegung des Strahlenpinsels gleichförmig zwischen den zwei Linsen zu vertheilen. Dieß kann nun für ein Mikroskop auf folgende Weise geschehen:

Es sey O, Fig. 16., der Mittelpunkt des Objectivglases,

F, die Stelle des Feldglases,

E, die des Ocular- oder Augenglases.

Es sey OF z.B. = 2 Zoll.

FE = 1 Zoll.

Es sey ferner die Brennweite des Feldglases = 1 Zoll,

die des Augenglases = 1/2 Zoll;

so werden diese Werthe den Bedingungen des Achromatismus Genüge |413| leisten, und es läßt sich leicht sehen, daß, wenn y die Stelle ist, wo der Pinsel die Achse nach der Refraction am Feldglase zu durchkreuzen strebt, und z diejenige, wo er sie wirklich durchkreuzt, nachdem er von dem Augenglase hervortritt, der Beugungswinkel bei jeder Linse doppelt so groß ist, als die ursprüngliche Neigung des Pinsels gegen die Achse.

Dieses einfache System ist indessen nicht anwendbar, indem es unmöglich ist der nöthigen Bedingung zur vollkommenen Deutlichkeit Genüge zu leisten, und noch weniger der Bedingung, die Convexität des Feldes so viel möglich aufzuheben. Beiden kann jedoch sehr leicht Genüge geleistet werden, wenn man zwei Linsen von gleicher Kraft an jeder Stelle, Statt Einer, anwendet. Die geeignetesten Formen dieser Linsen sind jene, welche man in Fig. 17. sieht, wo die Feldgläser und das zweite Augenglas die Form eines Meniscus haben, und das erste Augenglas gleich convex ist (equi-convex). Ich fand keinen merklichen Fehler, wenn man Statt der Meniscusgläser flach-convexe (plano-convex) Linsen nahm, indem die Meniscusgläser schwierig zu bereiten und kostbar sind. Die Theorie deutete auf eine weitere Verflächung des Feldes durch eine kleine Entfernung der Augengläser von einander, wodurch die Entfernung des ersten Augenglases von den Feldgläsern beinahe um die Hälfte so viel vermindert werden muß. Ich kann jedoch nicht sagen, daß ich durch diese Veränderung in der Praxis irgend eine Verbesserung wahrnahm; und da das Feld flach genug ist, wenn die Augengläser in Berührung stehen, und jede weitere Verminderung der Convexität nur durch Aufopferung der Deutlichkeit erhalten werden kann, so kann ich sie im Ganzen nicht empfehlen. Indessen hatte ich das Instrument in anderer Hinsicht noch nicht in einem hinlänglich vollkommenen Zustande von Vollendung, um über diesen Punkt eine entschiedene Meinung äußern zu können. Dieses System gibt, wie man leicht einsehen wird, eine vergrößernde Kraft von 3 für das Augenstük, so daß die Kraft des Objectivglases mit dieser Zahl zu multipliciren kommt. Es wäre, wo es nothwendig ist, leicht, eine stärkere vergrößernde Kraft zu erzeugen, wenn man Linsen mit kürzerer Brennweite nimmt, und in jedem Falle dabei für die gehörigen Bedingungen des Achromatismus sorgt. Mehrere verschiedene Augenstüke könnten, nach Belieben, auf diese Weise in eine und dieselbe Röhre eingesezt werden, auf dieselbe Art, wie man die vergrößernde Kraft eines Teleskopes wechseln läßt. Ich habe die Wirkung hiervon noch nicht versucht; ich vermuthe aber, daß dieß nothwendig seyn konnte, wo man das Mikroskop auf undurchsichtige Gegenstände anwendet, indem die Schwierigkeit bei Beleuchtung derselben den Gebrauch eines mächtigen Objectivglases beinahe unmöglich macht.

Ich bin weit entfernt, dieses Instrument für vollkommen auszugeben, |414| oder gar zu behaupten, daß es allen Zweken entspricht; da ich es aber noch in einem sehr rohen Zustande und mit geringe Vergrößerungskraft versuchte, und zwar an verschiedenen sehr zarten Gegenständen, welche alle von demselben auf eine höchst genügende Weise dargestellt wurden (selbst die Streifen auf den Schuppen der Podura, von welchen Hr. Pritchard, der Erfinder der Demant- und Sapphir-Linsen, versichert, daß man dieselben mit den allervollkommensten Instrumenten kaum deutlich wahrnimmt), so finde ich keinen Grund zu zweifeln, daß es, sorgfältig ausgeführt, nicht sehr kräftig wirken sollte. Der Naturhistoriker würde, für nicht mehr als 5 bis 6 Guineen, ein Mikroskop besizen, welches beinahe alles leistet, was man von demselben fordern kann.

Fig. 18. zeigt das Instrument, wie ich dasselbe Hrn. Cary zur Verfertigung angegeben habe.

|410|

Hr. Tulley hat so eben ein achromatisches Mikroskop für Lord Ashley vollendet, das vor 6 Monaten bestellt wurde. Dieses Instrument, welches ich gesehen habe, ist ein Meisterstük der Kunst: ich glaube aber, daß dieser ausgezeichnete Optiker gezwungen war, das Objectivglas eigenhändig zu verfertigen, und der Preis ist von der Art, daß er das Vermögen der meisten Naturhistoriker übersteigt.

A. d. O.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Tafeln


Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: