Bästa bilden – förstoring, upplösning och kontrast

När någon provar ett mikroskop eller en stereolupp för första gången kommer frågan nästan alltid: Hur mycket förstorar det? Det besvärliga svaret är att mikroskop har ungefär samma förstoring, oavsett om du betalar 2 000 kronor eller 200 000 kronor.

Ett vanligt mikroskop har objektiv som förstorar 4×, 10× och 40×. Tillsammans med ett okular på 10× ger det 40×, 100× och 400× total förstoring. Många mikroskop har dessutom ett objektiv på 100×, vilket ger 1 000× total förstoring. Det gäller både förhållandevis enkla mikroskop och avancerade laboratorieinstrument.

Så vad får du egentligen när du betalar mer? Framför allt får du en bättre bild. Skillnaden ligger i balansen mellan tre saker: förstoring, upplösning och kontrast.

Förstoring gör bilden större

Förstoringen talar om hur stor bilden ser ut. Om du byter från ett objektiv på 10× till ett på 40× ser motivet fyra gånger större ut på längden och bredden. Men det betyder inte automatiskt att du ser fyra gånger fler detaljer.

Det går nämligen alldeles utmärkt att förstora en dålig bild. Resultatet blir bara en större dålig bild. Detta brukar kallas tom förstoring. Bilden växer, men någon ny information tillkommer inte.

Upplösningen visar detaljerna

Upplösning är mikroskopets förmåga att skilja två mycket små detaljer från varandra. Om upplösningen inte räcker till flyter detaljerna ihop, oavsett hur mycket du förstorar bilden.

Här spelar objektivets optiska kvalitet och numeriska apertur, ofta förkortad N.A., stor roll. En högre numerisk apertur gör det möjligt att fånga upp mer av ljuset från preparatet och därmed urskilja finare detaljer. Det är en av anledningarna till att två objektiv med samma förstoring kan ge mycket olika bilder.

Det är alltså fullt möjligt att ett bra 40×-objektiv visar fler verkliga detaljer än ett enklare 100×-objektiv.

Kontrasten gör detaljerna synliga

Även en detalj som mikroskopet kan upplösa måste gå att urskilja mot sin omgivning. Det är här kontrasten kommer in.

Många biologiska prover är nästan genomskinliga. Celler och tunna vävnader kan därför vara svåra att se trots att de finns mitt i bilden. Rätt belysning, rätt inställd bländare och ibland infärgning av preparatet hjälper oss att göra skillnaderna tydligare.

Kontrast handlar alltså inte bara om att göra bilden mörkare eller ljusare. Den avgör om ögat faktiskt kan skilja en struktur från bakgrunden.

Bländaren är inte en ljusstyrkekontroll

Det är frestande att använda mikroskopets bländare som om den vore en vanlig dimmer. Bilden är för ljus, alltså stänger man bländaren. Bilden är för mörk, alltså öppnar man den. Men bländarens viktigaste uppgift är egentligen att styra ljusets vinkel och därmed balansen mellan upplösning och kontrast.

Är bländaren för öppen kan bilden bli ljus men blek och kontrastlös. Stänger du den för mycket blir kontrasten ofta kraftigare, men samtidigt kan fina detaljer försvinna och bilden få ett onaturligt utseende.

Ljusstyrkan bör i första hand regleras med lampan. Bländaren justerar du sedan tills bilden får en bra balans mellan kontrast och detaljrikedom.

Hela den optiska kedjan måste fungera

En bra bild skapas inte av en enda del. Ljuskällan, kondensorn, bländaren, preparatet, objektglaset, tackglaset, objektivet och okularet ingår alla i samma optiska kedja. Bilden blir aldrig bättre än kedjans svagaste länk.

Därför kan ett smutsigt objektiv, ett för tjockt preparat eller ett objektglas med dålig optisk yta försämra bilden även i ett dyrt mikroskop. På samma sätt kan ett välgjort preparat på ett bra objektglas ge förvånansvärt fina resultat i ett enklare instrument.

Billiga objektglas kan vara ojämna eller ha brister i ytan som blir synliga vid högre förstoring. Därför har vi valt professionella objektglas från tyska Marienfeld som vårt huvudsakliga alternativ. Objektglaset är trots allt inte bara något som håller preparatet på plats. Det är en del av optiken.

Ögat och kameran ser inte riktigt samma sak

En bild som ser bra ut genom okularet behöver inte automatiskt bli lika bra i kameran. Ögat är skickligt på att anpassa sig efter skillnader i ljus och kontrast, medan kameran registrerar det den får.

Samma sak gäller kamerans upplösning. Fler pixlar betyder inte automatiskt en bättre bild. Om mikroskopets optik inte kan leverera fler detaljer får du bara fler bildpunkter som visar samma information. Optik, sensor, exponering och belysning måste fungera tillsammans.

Så får du fram den bästa bilden

Börja med låg förstoring och hitta den del av preparatet du vill undersöka. Fokusera noggrant och öka sedan förstoringen stegvis. Justera ljusstyrkan och bländaren på nytt varje gång du byter objektiv.

Fråga dig inte bara om bilden är stor. Titta efter om nya detaljer verkligen blir synliga och om de går att skilja från bakgrunden. Om bilden bara blir större, mörkare och suddigare har du sannolikt passerat den förstoring som preparatet och instrumentet klarar av att utnyttja.

Den bästa bilden är därför sällan den största bilden. Den bästa bilden är den där förstoring, upplösning och kontrast samsas och hjälper dig att se det du faktiskt vill undersöka.