Das Phasenkontrastmikroskop beruht auf dem Prinzip der unterschiedlichen Brechungsindizes, um eine bessere Auflösung zu erzielen. Lichtwellen, die eine lebende Zelle durchqueren, sind aufgrund der Brechung an bestimmten Organellen leicht phasenverschoben zueinander. Dieser Unterschied wird durch spezielle Filter im Mikroskop, die nur bestimmte Wellenlängen durchlassen, noch verstärkt. Das durchgelassene Licht wird wie bei einem normalen Lichtmikroskop vergrößert.
Die Phasenkontrastmikroskopie stützt sich also auf eine inhärente physikalische Eigenschaft der Zellen, und es ist keine Färbung erforderlich. Dadurch eignet sie sich für die Untersuchung lebender Zellen.
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