Hallo Diffraktions-Freunde,
hier noch eine Ergänzung zu den neulich unter dem Titel "Nochmal ABBE-Maschine - hier selbstgestrickt" dargestellten, von Abbe 1873 in seiner viel zitierten Veröffentlichung beschriebenen Diffraktions-Versuchen.
1921 hat C. Pulfrich (* - damals ein leitender Mitarbeiter der Firma ZEISS (er betreute den Bereich Messtechnik) - diese um die hier beschriebenen Versuche ergänzt zur genaueren Erläuterung des Einflusses der Kohärenz auf die mikroskopische Abbildung.
Zur praktischen Durchführung hier: Als Objekt ein Absorptionsgitter mit 570 LP/mm, Objektiv CZJ Apo 16/0,40 , Grünfilter(Interferenz) 550 nm.
Die übliche, eng zugezogene Kondensorblende wurde ersetzt durch einen engen geraden Spalt in paralleler Richtung zu den Spalten des Gitters. In der Aperturblende des Objektivs (am besten mit Hilfsmikroskop) sind dessen Bilder der 0. und der +/- 1. Beugungs-Ordnungen sichtbar. Die einzelnen Punkte eines Spaltbildes leuchten inkohärent; nur identische Punkte in den drei Bildern - sie stammen ja jeweils aus einem Punkt der Lichtquelle - tun das untereinander kohärent. Im Bild sollen das die gleichartigen Licht-"Flecken" in den 3 Ordnungen klar machen (gelb - gelb - gelb ; rot - rot - rot usw.).
Zunächst wird ein Spalt senkrecht (90°) zu diesen Spaltbildern in den Diffraktions-Trichter eingeschoben. Die von ihm frei gelassenen Stellen der drei Ordnungen enthalten (zumindest im Idealfall) alles identische (d.h. von jeweils dem gleichen Punkt der Lichtquelle abstammenden) und damit kohärent leuchtende Punkte. Diese beleuchten die durchs Okular betrachtete Zwischenbildebene des Mikroskops, wo infolge der Interferenz zwischen den von ihnen ausgehenden Lichtbündeln das Bild des Objekt-Gitters entsteht und sichtbar wird.
Nach Entfernung des senkrechten Spaltes wird ein schräger Spalt (etwa unter 45° geneigt) eingeschoben. Dieser lässt von den Spaltbildern der drei Ordnungen nur noch räumlich verschiedene Bereiche frei. Deren Punkte leuchten mit den jeweils anderen aber nur inkohärent. Die von Ihnen ausgehenden Lichtbündel interferieren deshalb nicht und beleuchten die Zwischenbildebene nur noch summarisch; es entsteht deshalb dort kein Bild des Objektgitters.
Abbildungen:
Improvisierte Abbe´sche Diffraktions-Einrichtung und "primäres" Bild des Spaltes in der Brennebene des Kondensors mit den Beugungsordnungen -1, 0 und +1 . Kohärent emittieren jeweils nur deren äqivalenten - d.h. durch Beugung auseinander hervorgegangene - Punkte.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures003/116459_19138891.jpg) (https://www.mikroskopie-forum.de/pictures003/116459_46497064.jpg) (https://www.mikroskopie-forum.de/pictures003/116459_27331439.jpg)
Die zum Gitter senkrechte Spaltblende lässt nur kohärente Bereiche der Beugungsordnungen frei: Interferenz bewirkt Abbildung
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures003/116459_46847177.jpg) (https://www.mikroskopie-forum.de/pictures003/116459_41686088.jpg)
Die dazu schräge Spaltblende lässt nur inkohärente Bereiche der Beugungsordnungen frei: Keine Interferenz und somit keine Abbildung
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures003/116459_31408037.jpg) (https://www.mikroskopie-forum.de/pictures003/116459_12661120.jpg)
Kohärente Mikrogrüsse
H. Husemann
(* Nachtrag zu Pulfrich: Von den etwas (vorsichtig ausgedrückt ;D) älteren ehemaligen Studierenden der Chemie können sich einige vielleicht noch erinnern an das sogen. "Pulfrich-Photometer" (genauer gesagt ist es ja "nur" ein Kolorimeter), 1923 von Pulfrich entwickelt, das sehr lange von ZEISS gebaut wurde und mit dem sie u. U. in den analytischen Praktika noch "gespielt" haben.
Lieber Herr Husemann,
ich ergänze diesen interessanten Beitrag noch um ein PDF mit weiterführenden Erläuterungen:
http://www.wmi.badw.de/teaching/Lecturenotes/Physik3/Gross_Physik_III_Kap_7.pdf
Viele Grüße
Erik