Grundlagen der Mikroskopie
Sehfeld-Rechner für Mikroskope
Berechnen Sie, wie breit der Kreis ist, den Sie im Okular sehen, übertragen Sie ein gemessenes Sehfeld von schwacher auf starke Vergrößerung, ermitteln Sie die Fläche, die eine Kamera erfasst, und schätzen Sie die Größe einer Zelle danach, wie viele davon über das Sehfeld passen.
Die Formel für das Sehfeld
Sehfelddurchmesser = Sehfeldzahl ÷ (Objektivvergrößerung × Zwischenvergrößerung)
Die Sehfeldzahl (SFZ, englisch field number, FN) ist der Durchmesser der Okularfeldblende in mm und ist oft hinter der Vergrößerung auf dem Okular eingraviert (zum Beispiel „10×/22“). MicroscopyU nennt 6 bis 28 mm als Gesamtbereich und 16 bis 18 mm als typisch für ein 10×-Okular; Forschungsmikroskope nutzen oft 22 mm oder mehr. Die Okularvergrößerung selbst erscheint nicht in der Formel, weil die Sehfeldzahl bereits beschreibt, was das Okular zeigt.
Rechenbeispiel: SFZ 22 mit einem 40×-Objektiv: 22 ÷ 40 = 0,55 mm bzw. 550 µm. Mit einem 10×-Objektiv: 2,2 mm.
Sehfeld bei starker Vergrößerung aus der schwachen Vergrößerung
Im Kurspraktikum misst man das Sehfeld meist einmal bei schwacher Vergrößerung, mit einem durchsichtigen Lineal oder einem Objektmikrometer, und berechnet den Rest. Der Sehfelddurchmesser verhält sich umgekehrt proportional zur Gesamtvergrößerung:
Sehfeld(stark) = Sehfeld(schwach) × Vergrößerung(schwach) ÷ Vergrößerung(stark)
Rechenbeispiel: 4,5 mm (4500 µm) bei 40× gesamt. Bei 400× gesamt: 4500 × 40 ÷ 400 = 450 µm. Passen etwa 10 Zellen über dieses Sehfeld, ist jede Zelle ungefähr 45 µm groß.
Bildfeld einer Mikroskopkamera
Eine Kamera sieht ein Rechteck, nicht den Okularkreis. Seine Größe in der Probe ist die Sensorgröße geteilt durch die Vergrößerung zwischen Probe und Sensor (Objektiv × Kameraadapter):
Bildfeldbreite = Pixel in der Breite × Pixelgröße der Kamera ÷ (Objektiv × Adapter)
Rechenbeispiel: eine sCMOS-Kamera mit 2048 × 2048 Pixeln von 6,5 µm an einem 20×-Objektiv und einem 1×-Adapter: 2048 × 6,5 ÷ 20 = 666 µm pro Seite, bei 0,325 µm pro Pixel. Eine Datei vom Mikroskop speichert diese Pixelgröße meist in ihren Metadaten; daher können Viewer einen korrekten Maßstabsbalken zeichnen.
Fragen
Wie berechnet man das Sehfeld eines Mikroskops?
Teilen Sie die Sehfeldzahl des Okulars (mm) durch die Objektivvergrößerung. Eine Sehfeldzahl von 20 mit einem 10×-Objektiv ergibt ein Sehfeld von 2 mm; mit einem 40×-Objektiv 0,5 mm.
Wo finde ich die Sehfeldzahl?
Sie ist hinter der Vergrößerung auf dem Okular eingraviert, zum Beispiel „10×/20“ oder „WF10×/22“. Fehlt sie, messen Sie das Sehfeld bei schwacher Vergrößerung mit einem Objektmikrometer oder einem durchsichtigen Lineal.
Wie ermittelt man das Sehfeld bei starker Vergrößerung?
Multiplizieren Sie den Sehfelddurchmesser bei schwacher Vergrößerung mit der schwachen Vergrößerung und teilen Sie durch die starke Vergrößerung. Aus 4,5 mm bei 40× werden bei 400× 4,5 × 40 ÷ 400 = 0,45 mm.
Wie schätze ich die Zellgröße aus dem Sehfeld?
Zählen Sie, wie viele Zellen über den Sehfelddurchmesser passen würden, und teilen Sie: Ein Sehfeld von 450 µm, in das etwa 10 Zellen aneinandergereiht passen, bedeutet, dass jede Zelle etwa 45 µm groß ist.
Ist dieser Rechner kostenlos?
Ja. Er läuft in Ihrem Browser und sendet nichts irgendwohin. SlideScope, die Desktop-App für Mikroskopie vom selben Team, ist eine kostenpflichtige App mit kostenloser Beispielbibliothek (alle Werkzeuge) und einem Abonnement für Ihre eigenen Bilder.
Quellen
Die Ergebnisse sind theoretisch bzw. rein rechnerisch; gleichen Sie sie mit der Dokumentation Ihres Geräts ab, bevor Sie sich bei klinischen oder regulierten Arbeiten darauf verlassen.
Messen Sie an Ihren echten Bildern
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