Geschichte der Mikroskopie

Geschichte der Mikroskopie Übung

• Welcher Wissenschaftler entwickelte das erste Mikroskop?

  Tipps

  Zwei Wissenschaftler sind dir vielleicht schon aus anderen Naturwissenschaften bekannt.

  Dalton ist die atomare Masseneinheit, in der Atom- und Molekülmassen angegeben werden.

  Lösung

  Das erste Mikroskop wurde von dem niederländischen Wissenschaftler Zacharias Janssen um 1590 hergestellt, jedoch hat der englische Wissenschaftler Robert Hooke in der Mitte des 17. Jahrhunderts dieses wesentlich verbessert.

  Niels Bohr untersuchte die Struktur von Atomen und entwickelte das Bohrsche Atommodel. 1922 wurde ihm dafür der Nobelpreis für Physik verliehen.

  Ernest Rutherford war ein neuseeländischer Physiker und gilt bis heute als einer der bedeutendsten Experimentalphysiker.

  John Dalton war ein englischer Naturforscher und Wegbereiter der Chemie. Ihm zu Ehren heißt die atomare Masseneinheit heute noch Dalton.

• Welche Bedeutung haben Mikroskope heute?

  Tipps

  Die Geologie ist die Wissenschaft von Aufbau, Zusammensetzung und Struktur der Erdkruste.

  Lösung

  • Biologie: Mikroskope werden verwendet, um Zellen, Mikroorganismen, Pflanzenteile, Gewebe und viele andere mikroskopisch kleine Strukturen zu beobachten. Sie helfen dabei, die Strukturen und Funktionen lebender Organismen zu verstehen.

  
  

  • Medizin: Sie werden zur Untersuchung von Blutproben, Gewebeschnitten und anderen Körperflüssigkeiten verwendet, um Krankheitserreger zu identifizieren oder Veränderungen in der Zellstruktur zu beobachten, die auf Krankheiten hinweisen könnten.

  
  

  • Geowissenschaften: Mikroskope werden verwendet, um Mineralien, Gesteine und Fossilien zu analysieren, was hilft, das Alter und die Geschichte der Erde besser zu verstehen.

  
  

  • Forensik: In der Kriminaltechnik werden Mikroskope verwendet, um Beweise wie Haare, Fasern, Pulver und andere Spuren zu analysieren, die bei einer Straftat gefunden wurden.

• Beschreibe ein Lichtmikroskop und ein Elektronenmikroskop.

  Tipps

  Lichtmikroskope sind häufiger in Schulen und grundlegenden Laboren zu finden, während Elektronenmikroskope in fortgeschrittenen Forschungseinrichtungen eingesetzt werden.

  Lösung

  Das Lichtmikroskop, oft in Schulen und Laboren verwendet, arbeitet mit Lichtstrahlen und kann Bilder mit bis zu 2000-facher Vergrößerung liefern. Dabei bleiben die Farben des Objekts erhalten. Im Vergleich zum Elektronenmikroskop besitzt das Lichtmikroskop eine deutlich geringere Auflösung.

  Das Elektronenmikroskop hingegen, welches oft in fortgeschrittenen Forschungseinrichtungen eingesetzt wird, nutzt Elektronenstrahlen und erreicht eine beeindruckende millionenfache Vergrößerung mit sehr hoher Detailtreue. Die erzeugten Bilder sind jedoch in Graustufen, wobei die Tiefe und Nuancen der Strukturen besonders hervorgehoben werden. Die Farbe kann später digital, durch spezielle Programme hinzugefügt werden.

• Beschreibe unser heutiges Verständnis von Zellen.

  Tipps

  Zweidimensional sind Objekte mit einer Länge und Breite, während dreidimensionale Objekte zusätzlich eine tiefe Ebene besitzen.

  Lösung

  Heute verstehen wir, dass Zellen dreidimensionale Gebilde sind, die den Grundbaustein allen Lebens bilden. Durch Veränderung der Scharfeinstellung des Mikroskops können wir verschiedene Ebenen einer Zelle betrachten und so ihre komplexe innere Struktur erkunden.

  Fortschritte in der Mikroskopie haben es uns ermöglicht, Zellstrukturen in noch nie dagewesener Detailtreue zu sehen und unser Wissen über ihre Rolle in der Zellbiologie zu erweitern.

• Was wurde mit dem ersten Mikroskop sichtbar gemacht?

  Tipps

  Zwei Bilder sind mit bloßem Auge bereits zu erkennen und scheiden daher aus.

  Hierbei handelt es sich um Bakterien.

  Lösung

  Robert Hooke machte die erste bedeutende Entdeckung mit einem Mikroskop, als er im Jahr 1665 Zellen in einem Stück Kork entdeckte.

• Nenne die kleinsten Strukturen, die heutzutage unter einem Elektronenmikroskop sichtbar gemacht werden können.

  Tipps

  Elektronenstrahlen werden in einem Elektronenmikroskop verwendet, um andere Strukturen sichtbar zu machen.

  Lösung

  • Elementarteilchen wie Quarks oder Leptonen sind viel zu klein, um mit einem Elektronenmikroskop sichtbar gemacht zu werden. Sie sind Bestandteile von Atomen und subatomaren Strukturen und fallen weit unter die Größenskala, die ein Elektronenmikroskop abbilden kann.

  
  

  • Elektronen sind ebenfalls Elementarteilchen und Teil der atomaren Struktur. Sie sind die negativ geladenen Teilchen, die den Atomkern umkreisen. Auch sie sind zu klein, um mit einem Elektronenmikroskop sichtbar gemacht zu werden. Tatsächlich werden Elektronenstrahlen in Elektronenmikroskopen verwendet, um andere Strukturen abzubilden.

  
  

  • Photonen sind Quanten des elektromagnetischen Feldes und haben keine Ruhemasse. Sie sind die Träger der elektromagnetischen Kraft und damit für die Ausbreitung von Licht verantwortlich. Da sie keine Ruhemasse haben und sehr klein sind, können sie mit einem Elektronenmikroskop nicht sichtbar gemacht werden.

  
  

  • Atome sind die Grundbausteine der Materie und bestehen aus einem Kern von Protonen und Neutronen, der von Elektronen umkreist wird. Mit modernen Techniken und insbesondere mit Elektronenmikroskopen ist es möglich, Atome sichtbar zu machen.