Fasecontrastmicroscoop

In zijn Nobel lezing beschrijft Zernike dat hij zijn ontdekking in eerste instantie ‘methode met fase-plaatje voor het observeren van fase-objecten met goed contrast’ had kunnen noemen, maar dat hij het maar had afgekort tot fasecontrast-methode. Met behulp van een plat, glazen plaatje (het fase-plaatje) lukte het hem om groter contrast aan te brengen in het beeld van een object dat anders nauwelijks te onderscheiden was.  

Een levende cel is een belangrijk voorbeeld van zo’n object dat eerst niet zichtbaar was. Om cellen zichtbaar te maken moest je ze kleuren, maar door ze te kleuren gingen de cellen dood. Met Zernikes methode werd het mogelijk om ook levende cellen te bestuderen. 

Hoe werkt het?

Een traditionele microscoop doet eigenlijk niet veel meer dan het beeld van een object vergroten met behulp van een lens. Maar een transparant, kleurloos ding, zoals een levende cel, is hiermee vrijwel niet te zien. Meer licht of sterkere vergroting maakt dat ook niet beter. 

Maar wanneer licht door zo’n transparant object heen gaat, gebeurt er wel wat met de lichtgolven: ze vertragen een heel klein beetje omdat ze door ander materiaal heen gaan. Zoiets gebeurt ook wanneer je door helder water kijkt: een rechte stok die in het water steekt lijkt onder water krom te worden. 

Doordat de lichtgolven vertragen ontstaat een faseverschil: de pieken en dalen in de golven lopen niet meer helemaal gelijk. Dat verschil varieert afhankelijk van het object waar de golven doorheen moeten, en Zernike wist dat faseverschil om te zetten in grotere contrasten in het beeld. 

Het omzetten van faseverschil naar groter contrast gebeurt met een glazen plaatje in de microscoop met dunne, geëtste lijntjes erop. Die lijntjes zorgen ervoor dat de lichtgolven weer gelijk gaan lopen, zodat ze elkaar kunnen versterken en beter zichtbaar worden.

Bekijk hieronder een video over fasecontrastmicroscopie. Deze video is gemaakt in opdracht van de RUG, 50 jaar nadat Zernike zijn Nobelprijs ontving.