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Ein-Linsen-Mikroskop

Optik

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Definition｜ Leeuwenhoek-Mikroskop｜ DIY (Do-it-yourself)｜ Langrohrmikroskop｜ Megaskop｜ Wasserlinsen-Mikroskop｜ Fußnoten


Definition


Heute übliche Mikroskope sind Systeme aus mehreren Linsen. Solche Mikroskope waren schon im 17. Jahrhundert bekannt. Sie erreichten Vergrößerungsfaktoren von bis zu etwas über 30. Der Niederländer Antoni van Leeuwenhoek konnte jedoch mit nur einer einzigen Linse Vergrößerungsfaktoren von bis zu 275 erreichen. [1] Solche Ein-Linsen-Mikroskope [7] [8] [9] kann man zumindest vom Prinzip her als Mikroskope bezeichnen [8] [9] und mit billigen Lupen aus einem Euro-Shop wirkungsvoll nachbauen.

Leeuwenhoek-Mikroskop


Die ersten Mikroskope wurden Ende des 16. Jahrhunderts gebaut. [1] Als frühe Entwickler werden zum Beispiel die Niederländer Hans und Zacharias Janssen genannt. [2] Diese frühen Mikroskope bestanden aus mehreren Linsen (Objektiv und Okular) [3], ein Prinzip, das sich später und bis heute durchsetzen sollte. [2]

  • Linsenradius (Augenseite): 2,03 mm
  • Linsenradius (Objektivseite): 2,02 mm
  • Brennweite f: 2,24 mm
  • Linsendicke: 2,2 mm
  • Masse 0,018 kg

Leeuwenhoek hatte über 500 Ein-Linsen-Mikroskope hergestellt. Heute sind nur weniger als 10 davon erhalten. Auch wenn das Ein-Linsen-Mikroskop heute weitgehend nur noch einen didaktischen Nutzen in der Lehre hat, bot es zu Zeit seiner Erfindung handfeste Vorteile [9] für die praktische Arbeit:


Ein besonderes Problem zur Zeit Leeuwenhoeks war die Herstellung von reinem, sauberen Glas ohne Einschlüsse. Es durften keine auch noch so kleinen Luftblasen oder Schlieren im Glas sein. Solche Glas herzustellen war zu Zeit Leeuwenhoeks (1632 bis 1723) sehr schwierig. [3] Die Ausschussraten waren hoch. Leeuwenhoek ging den Weg, extrem kleine Linsen herzustellen. [4] Damit stieg der Anteil von Linsen mit wenigen Makeln. Das Deutsche Museum in München hat ein Mikroskop von Leeuwenhoek im Bestand. [5]

DIY (Do-it-yourself)


Langrohrmikroskop


Lupe + Rohr
Ein extrem simples DIY (Do-it-yourself) Mikroskop ist in Sekunden selbst hergestellt. Man kauft eine billige Leselupe mit einem Durchmesser von zum Beispiel 5 bis 10 Zentimetern. Typische Brennweiten liegen dann im Bereich weniger Dezimeter. Dann besorgt man sich ein ausreichend langes Rohr (ein bis zwei Meter) mit einem ähnlichen Durchmesser. Im Baumarkt kann man zum Beispiel Abflussrohre aus dem Material PE billig kaufen. Alternativ kann man auch versuchen, Pappröhren, etwa zum Aufwickeln von Plotterpapier zu bekommen.

Man befestigt die Lupe an einer der zwei Öffnungen des Rohres. Einfaches Klebeband ist dazu oft völlig ausreichend. Und damit ist das Ein-Rohr-Mikroskop auch schon fertig.



Mit einer billigen Linse aus einem Ein-Euro-Shop kann man recht gute Vergrößerungseffekte auf große Distanzen erzielen. Das Rohr ist optisch noch nicht einmal nötig. Es fokussiert lediglich den Blick und ermöglicht es dem Betrachter, die Linse von seinem jeweiligen Standpunkt aus zu bewegen.

Gute Objekte
Man braucht dann ein geeignetes Objekt, das man mit dem Ein-Linsen-Rohrmikroskop betrachten kann. Das Objekt sollte gut erkennbare Feinstrukturen aufweisen. Folgende Objekte haben wir in unserer Lernwerkstatt bisher betrachtet.

  • Beine, Flügeln oder Fühler von toten Insekten wie Hummeln oder 👉 Käfer
  • Die Platine von einem Computer

Es genügt, diese Objekt mit einer mäßig hellen Lampe, etwa einer 40-Watt-Leuchtbirne, anzustrahlen. Die Objekte müssen nicht durchscheinend sein.

Auf das Objekt hält man dann das Rohr mit der Lupe nur wenige Zentimeter vom Objekt entfernt. Blickt man dann durch die andere Öffnung des Rohres, sieht man das Objekt sehr stark vergrößert. Das so erzeugte Bild ist ein sogenanntes virtuelles Bild. Der Abstand der Lupe zum Objekt verändert dabei den 👉 Vergrößerungsfaktor

Megaskop


Eine andere Variante eines Ein-Linsen-Mikroskops ist das sogenannte Megaskop. Dieses erlangte im 18. Jahrhundert große Beliebtheit. Mit ihm konnte man Objekte wie Insekten stark vergrößert an die helle Wand in einem dunklen Zimmer werfen. War die Lichtquelle zum Anstrahlen des Objektes, sprach man von einem Sonnenmikroskop.



Historische Megaskope verwendeten oft mehrere Linsen. Doch auch Varianten mit nur einer (billigen) Linse können beeindruckende Vergrößerungen erreichen.

Ein Nachteil eines Megaskops ist vor allem, dass man eine helle Wand in einem dunklen Raum benötigt. Aber man kann sich auch eine Variante ausdenken, in der ein langes Abwasserrohr den dunklen Raum und Milchglas oder Butterbrotpapier die helle Wand ersetzen. Zum historischen Vorbild siehe auch den Artikel zum 👉 Megaskop

Wasserlinsen-Mikroskop


Eine denkbar einfachste Linse ist ein Wassertropfen. Je kleiner der Tropfen ist, desto stärker ist die Vergrößerung. Die Natur selbst führt uns das vor Augen, wenn wir Tautropfen oder kleine Regentropfen auf den Blättern von Pflanzen betrachten.


Dieses Bild ist für das Verständnis des Textes nicht wichtig. Das Bild wird im Text nicht erwähnt.
Man kann einen Tropfen Wasser auf kleine Schrift oder andere feine Strukturen geben. Große Tropfen geben wenig Vergrößerung, kleinere eine deutlich bessere. Bei kleinen Tropfen ist aber als Nachteil, dass der Bildausschnit, das heißt, das was man sieht, kleiner ist.

  • Tropfen von Wasser auf Blättern oder anderen Dingen
  • Je kleiner der Tropfen, desto mehr Vergrößerung
  • Etwas Öl auf den Tropfen bremst die Verdunstung

Sehr kleine Tropfen von Wasser kann man zum Beispiel erzeugen, wenn man Wasser aus der Kanüle einer Spritze herausdrückt. Ein nahezu professionelle Mikroskop mit einem Tropfen Wasser kann man herstellen, wenn der Wassertropfen frei nach unten herabhängt. Durch ein ausgeklügeltes System einer Beleuchtung, Platzierung des Objektes und einer Kamera sind Vergrößerung mit einem Faktor von über 40 möglich. [6] Siehe auch 👉 Wasserlinse (Optik)

Fußnoten


  • [2] "1590: The earliest compound microscopes are commonly associated with Dutch spectacle maker Hans Lippershey and his son, Zacharias Janssen. In the late 1590s, they used several lenses in a tube and discovered that an image magnified by one lens could be enlarged even further by a second lens." In: History of the Microscope. Education Center von microscope.com Virginia (USA). Abgerufen am 4. Juni 2026. Online: https://www.microscope.com/education-center/articles/history-of-microscopes
  • [3] That principle [Der Niederländer Janssen] became the basis of the compound microscope, a format that remains central to microscopy today. Although these early devices were limited by the quality of available glass and lens-making methods, they introduced an optical concept that shaped centuries of development." In: History of the Microscope. Education Center von microscope.com Virginia (USA). Abgerufen am 4. Juni 2026. Online: https://www.microscope.com/education-center/articles/history-of-microscopes
  • [4] "The Leeuwenhoek microscope was a simple single lens device but it had greater clarity and magnification than compound microscopes of its time. Designed around 1668 by a Dutchman, Antony van Leeuwenhoek, the microscope was completely handmade […] The Ultrecht Museum in the Netherlands has a van Leeuwenhoek microscope in its collection with a magnification of 275X." In: Hayley Anderson: Antique Leeuwenhoek Microscope. The Lens - Observation of Specimens. Abgerufen am 2. Juni 2026. Online: https://www.microscopemaster.com/leeuwenhoek-microscope.html
  • [6] Von einem Wassertropfen, der von der Spitze einer Nadel herabhängt, sind Vergrößerungen von über 40 berichtet. DieAnordnung ist jedoch aufwändig herzustellen. Der Tropen wird über einen Strahlteiler angestrahlt und das Bild mit einer Kamera aufgenommen: "magnification values from 37X to 47X, with a corresponding field of view that ranges from 170 μm to 120 μm" In: Faqrul A. Chowdhury, Kenneth J. Chau: Microscopy using water droplets. Proc. SPIE 8252, MOEMS and Miniaturized Systems XI, 82520Z. 16 Feb 2012. Siehe auch 👉 Wasserlinse (Optik)
  • [8] "Von den über 500 „Ein-Linsen-Mikroskopen“, die er [Antoni van Leeuwenhoek] Zeit seines Lebens herstellte, sind heute noch neun erhalten." In: Der Entdecker der Mikrowelt. Pro Physik. Wiley-VCH GmbH. 25. August 2023. Abgerufen am 4. Juni 2026. Online: https://pro-physik.de/nachrichten/der-entdecker-der-mikrowelt
  • [9] "Ein-Linsen-Mikroskope bieten mehrere Vorteile, die sie besonders effektiv machen". Es folgen dann als Vorteile sinngemäß: Einfachheit der Konstruktion, höhere Lichtdurchlässigkeit, weniger Aberration" In: Das Mikroskop um 1660: Eine Revolution in der Wissenschaft. Provimedia GmbH. Bietigheim-Bissingen. Abgerufen am 4. Juni 2026. Online: https://mikroskop-guide.de/das-mikroskop-um-1660-eine-revolution-in-der-wissenschaft/
  • [10] Eine Linse kann als Mikroskop betrachtet werden: "If you look through a magnifying glass at an object located within the focal length of the lens, you see a magnified upright virtual image of the object. Conceptually, this is a simple microscope." In: Mualla F, Aubreville M, Maier A. Microscopy. 2018 Aug 3. In: Maier A, Steidl S, Christlein V, et al., editors. Medical Imaging Systems: An Introductory Guide [Internet]. Cham (CH): Springer; 2018. Chapter 5. Online: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK546149/?utm_source=chatgpt.com doi: 10.1007/978-3-319-96520-8_5
  • [11] "Ein zusammengesetztes Mikroskop besteht aus mindestens zwei konvexen Linsen, einem kurzbrennweitigen Objektiv und einem Okular mit längerer Brennweite. Neben dem zusammengesetzten Mikroskop gibt es noch das einfache Mikroskop, das nur eine stark vergrößernde Linse besitzt." In: Zusammengesetztes Mikroskop von G. F. Brander. Ausstellungsstück im Deutschen Museum München. Inventarnummer 2753. Abgerufen am 4. Juni 2026. Online: https://digital.deutsches-museum.de/de/digital-catalogue/collection-object/2753/



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