Haus der Wissenschaft - Kinderblog

Kleinste Dinge entdecken

(erschienen in der Braunschweiger Zeitung am Samstag, den 3. März 2012)

Die kleinsten Dinge ganz groß sehen, eine Welt entdecken, die mit bloßem Auge verborgen bleibt: Davon träumten Menschen lange Zeit. Zwar wussten schon die alten Römer, dass Bilder vergrößert werden können, wenn man mit Wasser gefüllte Schalen benutzt. Aber bis zum Bau des ersten Mikroskops sollten noch weit über tausend Jahre vergehen.

Als die Herstellung von Glas immer besser und reiner gelang, erkannten findige Menschen, dass man viel mehr daraus fertigen konnte als Fensterscheiben: Ende des 13. Jahrhunderts wurde in Italien die erste Brille gebaut. Das Prinzip: Gewölbtes Glas erzeugt ein Bild von Objekten, das größer oder kleiner sein kann. Man nennt diese Gläser Linse. Eigentlich ganz einfach: Die von einem betrachteten Gegenstand reflektierten Lichtstrahlen werden an den Glasoberflächen gebrochen, wenn sie durch die Linse fallen. Diese Verzerrung erscheint uns als vergrößertes Bild, wenn wir etwa durch eine Lupe schauen.

Je mehr das Glas gewölbt ist, desto stärker die Vergrößerung – zumindest in der Theorie: Bald fanden die frühen Forscher und Erfinder heraus, dass irgendwann Schluss ist. Ab einer bestimmten Dicke treten Fehler in der Darstellung auf. Die Lösung brachte eine völlig neue Technik, die erstmals ab Ende des 16. Jahrhunderts ausprobiert wurde: In einer Röhre wurden zwei Linsen hintereinandergesetzt. Die Vergrößerung war stärker, die Darstellungsfehler waren geringer als bei einer Lupe. Das erste Mikroskop war entstanden.

Damit ging es Schlag auf Schlag: Zellen wurden entdeckt, auch einzellige Lebewesen. Plötzlich gab es Antworten auf viele offene Fragen. Die Forschung ging neue Wege. Allerdings wurden bis vor 150 Jahren auch wirklich gute Mikroskope durch Ausprobieren von Linsen zusammengesetzt. Mit der Berechnung der notwendigen Linsenstärken gelang Ernst Abbe 1873 der Durchbruch.

Damit war die Wissenschaft aber längst nicht am Ende. Neuartige Geräte wurden entwickelt, mit denen man immer kleinere Dinge zeigen kann. Dabei verwendet man aber statt Licht Elektronen, also elektrisch geladene Teilchen, die auf ein Objekt geschossen werden. Daher benötigt man aber auch keine Glaslinsen mehr. Je nachdem wie die Teilchen von dem Objekt abgelenkt werden, kann man am Computer ein Bild von dem Objekt errechnen.

Solche Mikroskope machen es möglich, sogar die Atome zu erkennen, aus denen alle Materie aufgebaut ist: Das Transmissions-Elektronen-Mikroskop zeigt Objekte mit einer Größe von 0,1 Nanometer. Zum Vergleich: Ein Haar ist ungefähr 100  000 Nanometer dick.

(Autor: Michael Michalzik)

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