Microscoopvergroting uitgelegd: wat 400x en 1000x werkelijk betekenen

Leestijd: ± 7 minuten

Op elke microscoopdoos staat een getal, en hoe groter het getal, hoe beter — denkt de koper. In werkelijkheid is de vergroting een rekensom van twee lenzen, en zegt het getal niets over wat u écht ziet. Hieronder de som, de grens waar vergroten geen zin meer heeft, en de vergroting die u in de praktijk voor elk soort object nodig hebt.

De som: objectief maal oculair

Een samengestelde microscoop vergroot in twee stappen. Het objectief, vlak boven het preparaat, maakt een vergroot tussenbeeld; het oculair, waar u doorheen kijkt, vergroot dat tussenbeeld nog eens. Vrijwel alle microscopen worden geleverd met 10x-oculairen (bij KERN "WF 10x" of "HWF 10x"), dus de objectieven bepalen het bereik. Een revolver met 4x, 10x, 40x en 100x geeft 40x, 100x, 400x en 1000x — de "40x–1000x" van de specificatie.

Wie meer wil, kan 15x-, 16x-, 20x- of zelfs 25x-oculairen kopen (bij KERN vanaf 35 euro per stuk). Dat is zelden een goed idee. Het oculair vergroot alleen het tussenbeeld, inclusief alles wat het objectief niet heeft opgelost; u krijgt een groter, maar niet scherper beeld, en het gezichtsveld krimpt — een 20x-oculair met 10 mm veld laat u een kwart zien van wat een 10x met 20 mm toont. De enige echte reden voor een sterker oculair is een meetschaal die anders te grof is.

Bij een stereomicroscoop staat er vaak een zoomfactor: de OZL heeft een zoom van 0,7x tot 4,5x. Met de standaard 10x-oculairen is dat 7x tot 45x. Een 20x-oculair maakt daar 14x tot 90x van, en een 0,5x-voorzetlens 3,5x tot 22,5x met het dubbele aan werkafstand. Zo kunt u met oculairen en voorzetlenzen het bereik verschuiven, maar het is één schuif: wat u aan vergroting wint, verliest u aan werkafstand of beeldveld.

Waar vergroten ophoudt: de numerieke apertuur

Op elk objectief staat behalve de vergroting een tweede getal: 10x/0,25, 40x/0,65, 100x/1,25. Dat tweede getal is de numerieke apertuur (NA), en die bepaalt hoe fijn een detail nog te onderscheiden is. De regel die opticiens aanhouden: de nuttige vergroting ligt tussen 500 en 1000 keer de NA. Een 40x/0,65-objectief is dus nuttig tot zo'n 650x — met een 10x-oculair (400x) zit u goed, met een 20x-oculair (800x) vergroot u leeg. Het 100x/1,25-olie-objectief haalt 1250x, vandaar dat 1000x de praktische bovengrens van lichtmicroscopie is. Elke microscoop die 2000x belooft, doet dat met een sterk oculair en toont dezelfde details als bij 1000x, alleen groter en donkerder.

Waarom olie? Tussen dekglas en objectief zit normaal lucht, en die buigt het licht zo dat het 100x-objectief een deel van de lichtbundel mist. Een druppel immersieolie met dezelfde brekingsindex als glas lost dat op; vandaar dat de NA boven de 1 komt. Het betekent wel: na gebruik het objectief schoonmaken, en nooit met het 40x-objectief door de olie draaien. Op scholen is dat de reden dat het 100x-objectief jaren ongebruikt blijft — niet de vergroting, maar de rommel.

De NA verklaart ook waarom twee microscopen "tot 1000x" niet gelijk zijn. De KERN OBS en OBT hebben achromatische objectieven en een condensor met NA 1,25; de OBL en OBN hebben infinity-plan-objectieven. Dezelfde getallen op de revolver, maar het plan-objectief is tot aan de rand scherp en het oneindig-ontwerp laat fasecontrast en fluorescentie toe zonder beeldverlies. Dat verschil ziet u niet in "1000x", wel in de foto.

Welke vergroting voor welk object

Uit de praktijk, met het getal dat u werkelijk gebruikt:

Twee dingen vallen op. Het eerste is dat bijna alles onder de 400x gebeurt; het 1000x-objectief is gereedschap voor het microbiologische en medische laboratorium. Het tweede is dat lage vergroting niet "minder" is: een coupe bekijkt u eerst bij 40x om de plek te vinden en pas daarna bij 400x. Een microscoop zonder 4x-objectief (sommige goedkope modellen beginnen bij 10x) is daarom onhandiger dan hij lijkt.

Wat u inlevert bij hogere vergroting

Elke verdubbeling van de vergroting kost drie dingen. Het gezichtsveld wordt vier keer kleiner in oppervlak: bij 100x ziet u een cirkel van 1,8 mm, bij 400x van 0,45 mm, bij 1000x van 0,18 mm. De scherptediepte krimpt van tienden van millimeters tot minder dan een micrometer, zodat u bij 1000x voortdurend bijstelt. En het beeld wordt donkerder, omdat hetzelfde licht over een groter oppervlak wordt uitgesmeerd — bij 1000x moet de lamp vol open en de condensor goed staan. Een LED van 3 watt, zoals op de OBE en OBL, is daarvoor ruim genoeg; de oude 20 watt-halogeenlampen waren dat niet altijd.

Daarom is het getal op de doos geen koopargument, maar de combinatie: plan-objectieven voor een vlak beeld, een condensor met diafragma voor contrast, een revolver die begint bij 4x, en een oculair met groot veld (Ø 20 mm in plaats van 18). Op die punten verschillen de series, niet op "1000x".

Veelgestelde vragen over microscoopvergroting

Kan ik een microscoop van 400x uitbreiden naar 1000x?

Als de revolver een vrije positie heeft wel: een 100x-olie-objectief kost bij KERN 65 tot 115 euro (achromatisch) of 165 tot 340 euro (plan). Let op het schroefdraad (RMS bij de meeste KERN-modellen) en op de condensor: voor 1000x hoort die een NA van 1,25 te hebben, wat de eenvoudige schoolcondensor met 0,65 niet haalt.

Wat is beter: een 20x-oculair of een sterker objectief?

Altijd het objectief. Het oculair vergroot alleen wat het objectief al heeft opgelost; een sterker objectief voegt detail toe. Een 20x-oculair is zinvol als tijdelijke stap of voor een meetschaal, niet als vervanging van een 40x- of 100x-objectief.

Hoeveel vergroot een stereomicroscoop werkelijk?

Met 10x-oculairen 7x tot 45x bij de zoommodellen en 10x tot 40x bij de vaste modellen. Met 20x-oculairen en een 2x-voorzetlens is 180x haalbaar, maar dan is het gezichtsveld een paar millimeter en de werkafstand een paar centimeter. Voor echt hoge vergroting van ondoorzichtige objecten is een metallurgische microscoop de betere weg.

Wat betekent "WF" en "HWF" op een oculair?

WF is wide field, een groot gezichtsveld; HWF is high-eyepoint wide field, met een hoog oogpunt zodat u ook met een bril het hele veld ziet. Het getal erachter (Ø 18, 20 of 23 mm) is de velddiameter van het tussenbeeld: hoe groter, hoe meer u tegelijk ziet.

Mijn beeld is bij 1000x donker en wazig. Ligt dat aan de microscoop?

Meestal niet. Controleer of er olie tussen dekglas en objectief zit, of de condensor omhoog staat en het aperturediafragma open is, en of het dekglas de juiste dikte heeft (0,17 mm). Een 100x-objectief zonder olie geeft precies dat beeld.