Was ist der Unterschied zwischen einem Phasenkontrastmikroskop und einem normalen Mikroskop?
Ein Phasenkontrastmikroskop ist ein spezieller Mikroskoptyp, der den Unterschied in der Lichtausbreitung (d. h. die Phasendifferenz), der entsteht, wenn Licht durch die Details einer transparenten Probe hindurchtritt, in einen Unterschied in der Lichtintensität umwandelt.
Wenn Licht durch eine relativ transparente Probe fällt, ändert sich die Wellenlänge (Farbe) oder Amplitude (Helligkeit) des Lichts nicht wesentlich. Daher sind die Morphologie und die innere Struktur ungefärbter Proben (wie lebender Zellen) bei Betrachtung mit einem gewöhnlichen Lichtmikroskop oft schwer zu unterscheiden. Aufgrund von Unterschieden im Brechungsindex und in der Dicke der verschiedenen Teile der Zelle gibt es jedoch einen Unterschied in der optischen Reichweite von direktem und gebeugtem Licht, wenn es durch eine solche Probe fällt. Wenn die Lichtreichweite zunimmt oder abnimmt, ändert sich die Phase der beschleunigten oder verzögerten Lichtwellen (wodurch eine Phasendifferenz entsteht). Der Phasenunterschied des Lichts ist für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar, doch das Phasenkontrastmikroskop kann sich über seine Spezialvorrichtungen – Ringblende und Phasenplatte – das Interferenzphänomen des Lichts zunutze machen, um den Phasenunterschied des Lichts in einen für das menschliche Auge wahrnehmbaren Amplitudenunterschied (Helligkeit und Dunkelheit) umzuwandeln. Dadurch weisen ursprünglich transparente Objekte deutliche Unterschiede zwischen Hell und Dunkel auf und der Kontrast wird verstärkt, sodass wir den Kontrast verstärken und so lebende Zellen und einige feine Strukturen im Inneren der Zellen deutlicher beobachten können, die unter einem gewöhnlichen optischen Mikroskop und Dunkelfeldmikroskop nicht oder nur unzureichend erkennbar sind.
Das Abbildungsprinzip des Phasenkontrastmikroskops: Bei der Betrachtung des Spiegels kann die Lichtquelle nur durch den transparenten Ring der ringförmigen Blende hindurchtreten und dann hinter dem Konzentrator zu einem Lichtstrahl konvergieren. Wenn dieser Lichtstrahl das zu untersuchende Objekt durchdringt, wird das Licht aufgrund der unterschiedlichen Reichweite der verschiedenen Teile des Lichts in unterschiedlichem Maße abgelenkt (Beugung). Da das durch den transparenten Ring gebildete Bild genau auf die Brennebene fällt, nachdem sich die Objektivlinse und die konjugierte Oberfläche der Phasenplatte überlappen. Infolgedessen durchläuft direktes Licht, das nicht abgelenkt wird, die konjugierte Ebene, während gebeugtes Licht, das abgelenkt wird, die Kompensationsebene durchläuft. Aufgrund der unterschiedlichen Beschaffenheit der konjugierten Oberfläche auf der Phasenplatte und der Kompensationsoberfläche erzeugen die beiden Lichtgruppen, die diese beiden Teile durchlaufen, einen bestimmten Phasenunterschied und eine gewisse Intensitätsdämpfung. Nach der Konvergenz der Linse wandern sie dann in derselben Richtung zurück, sodass direktes Licht und gebeugtes Licht Lichtinterferenzen erzeugen und sich die Phasendifferenz aufgrund der unterschiedlichen Amplitude ändert. Auf diese Weise wird bei der Untersuchung mit dem Phasenkontrastmikroskop der Phasenunterschied zwischen dem durch den farblosen transparenten Körper hindurchtretenden Licht und dem Amplitudenunterschied (Hell-Dunkel-Unterschied) für das menschliche Auge nicht erkennbar.
