Als Abbe erfährt, dass der Etat des Instituts für Neuanschaffungen nicht ausreicht, richtet er sich eine Werkstatt im Institut ein, repariert und setzt neue Instrumente zusammen. In den Zeiß-Werken baut er selbst einen magne- tisch-galvanischen Apparat. Während der Arbeit daran macht er sich mit der Herstellung optischer Instrumente (Mikroskope, Fotoapparate, Fernrohre) vertraut.
Daraus erwächst die Zusammenarbeit zwischen dem Firmenbegründer Zeiß und Abbe, der den Auftrag erhält, an der Weiterentwicklung des Zeiß'schen Mikroskops zu arbeiten: Die optischen Linsen sollen nicht mehr durch zufallsbedingtes "Pröbeln" hergestellt werden, sondern nach wissenschaftlich exakter Berechnung der einschlägigen Naturgesetze serienmäßig und sicher gebaut werden! Abbes Forschungsdrang ist geweckt - mit Begeisterung forscht er für einen praktischen Zweck!
Allein als "Nebenprodukte" seiner eigentlichen Forschung macht Abbe etwa 50 Entdeckungen und Erfindungen. 1871 ist es soweit: Abbe hat die wissenschaftliche Erkenntnis zur Verbesserung der Mikroskopherstellung erlangt. Ab 1872 steht auf der Preisliste der Firma Carl Zeiß Jena: "Die hier aufgeführten Mikroskope sind sämtlich neuerdings auf Grund theoretischer Berechnungen des Herrn Professor Abbe in Jena konstruiert." 1870 wurde Abbe zudem der Professorentitel verliehen.
Abbe vermutlich um 1875 herum
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Der wissenschaftlich-praktische Erfolg ab 1870 führt dazu, dass Abbes geplante akademische Laufbahn in den aufsteigenden Weg des Fabrikanten mündet. Während Abbe seinen Lehrauftrag an der Universität erfüllt, erregen die neuen Mikroskope die naturwissenschaftliche Welt und verbreitet sich sein Ruhm. Neben seinem auskömmlichen Gehalt als Professor erhält er von Zeiß eine Gewinnbeteiligung aus dem Verkauf der von ihm entwickelten Mikroskope: Seit Abbes Forschungserfolg werden zunehmend mehr Geräte verkauft.1876 schließt Abbe einen Vertrag mit Zeiß ab, der seine Verdienste rechtlich sicher stellt: Abbe wird "stiller Teilhaber" mit der Hälfte des Wertes des Unternehmens.
