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Foren => Mikroskopie-Forum => Thema gestartet von: peter-h in September 10, 2013, 11:52:17 VORMITTAG

Titel: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: peter-h in September 10, 2013, 11:52:17 VORMITTAG
Wie recht doch Ernst Abbe hat !

Oft kämpfen wir bei der Beobachtung von Diatomeen mit letzter Kraft um auch noch die ganz feinen Details zu sehen, zu erkennen. Denken wir dabei immer an den großen Physiker ?
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/133193_30980889.jpg)

Also spielt die beleuchtende Wellenlänge eine wichtige Rolle. Halogenleuchte besser als weiße LED ? Farbfilter verwenden ?

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/133193_5442232.jpg)

Die 3 Teilbilder der Nitzschia sigma in Balsam, ein altes Präparat, verdeutlicht den Einfluß der Wellenlänge sehr gut. Als einfache Optik kam ein Achromat 40/0,65 zur Anwendung. Die Legende :

1) Halogenbeleuchtung mit Wärmeschutzfilter KG3
2) weiße LED mit Schott Filter OG550 (orange)
3) weiße LED mit Schott Filter BG12 (dunkelblau)

Warum schneidet die Halogenbeleuchtung so schlecht ab?
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/133193_35998.jpg)

Eine Halogenleuchte ist eher ein IR-Strahler als eine weiße Lichtquelle. Trotz dem KG3 Glas liegt der Schwerpunkt der Intensität bei 600 - 650nm. Genau so kann man auch den Blauanteil der weißen LED mit einem OG550 sperren und erhält in der Tat fast identische Ergebnisse (2).
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/133193_1331961.jpg)

Da die weißen LEDs einen sehr starken Peak im Bereich um 450nm haben und das Blaufilter BG12 sehr stark alle Wellenlängen über 450nm sperrt, kommt der positive Einfluß der kurzen Wellenlänge der Auflösung zugut.

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/133193_49282567.jpg)

Vielleicht hilft die kleine Gegenüberstellung bei der Planung von Aufnahmen, welche im monochromatischen Licht vorgenommen werden.

Viel Spass
Peter

Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: Rene in September 10, 2013, 14:36:31 NACHMITTAGS
Quite clear indeed, Peter. Don't forget to mention you're using a monochrome camera. My experience with a BG25 filter (pretty much similar to BG12) and color cams was dissapointing. And visually causing a headache  :'( )

Best wishes, René
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: Kurt Wirz in September 10, 2013, 19:39:52 NACHMITTAGS
Hallo Peter

Solche Beiträge mag ich sehr.
Wie so viele Artgenossen hier im Forum,
bin ich ebenfalls (in der Auflichtfotografie),
auf dem Trip eine möglichst hohe Auflösung zu erreichen.

Ich behaupte, dass man mit Blitzlicht, eine höhere Auflösung
erzielt, wie mit (Dauerlicht) LED.
Nicht nur wegen der kurzen Abbbrennzeit des Blitzes
(Vermeidung von Verwackelung), sondern auch deshalb,
weil Blitzlicht mehr Blauanteil (kurzwelliger) und weniger
Rotanteil enthält.
Interessant wäre ein solcher Vergleich,
innerhalb des sichtbaren Bereiches, der mit der entsprechenden
Grad Kelvin Einstellung einer handelsüblichen Kamera
angepasst werden könnte.
LED etwa 2700 - 4000° Kelvin
Blitz 5500 - 6500° Kelvin.

Wie ist der Auflösungsunterschied zwischen LED und Blitz?

Kannst du dies, BITTE, ebenfalls mal ausmessen und darstellen???

Am liebsten würde ich mit Kohlenbogenlampen beleuchten,
doch da ich gerne lebe, unterlasse ich dies.

Danke

Kurt
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: Jürgen Boschert in September 10, 2013, 20:11:20 NACHMITTAGS
Hallo Peter,

toller Beitrag. Danke !
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: Werner in September 10, 2013, 20:21:17 NACHMITTAGS
Hallo Kurt!

Warum keine Xenonlampe im Dauerbetrieb?
Ein Blitzlicht ist auch eine Xenonlampe, leuchtet aber halt nur kurz. Beide haben ein fast identisches Spektrum. Die Unterschiede liegen am Glas, eine Blitzröhre ist selten aus Quarzglas.
Eine Xenonlampe kann man auch als Hochleistungs-Blitzlampe betreiben.
Wieso ist ein Kohlebogen lebensgefährlich?

Gruß   -   Werner
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: Kurt Wirz in September 10, 2013, 20:47:43 NACHMITTAGS
Hallo Werner

"Wieso ist ein Kohlebogen lebensgefährlich?"

Hochspannung und Hitze so nah am Mikroskop,
wo ich mit meinen Fingern herum fummle.
Das gibt die schwarzen Löcher in den Fingern,
die kenne ich von der Hochspannung des Röhren-Fernsehers.

2 Löffel "doppelsaures Bikarbonat" sind dann nötig!  :)


So bleibt nur noch die Hitze.

Kurt
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: peter-h in September 10, 2013, 22:56:12 NACHMITTAGS
Hallo Kurt,

da ich jetzt keine Xenonleuchte betriebsbereit habe und auch mit der verwendeten Kamera nicht synchron blitzen kann, bedauere ich dem Wunsch nachkommen zu können. Ich hätte auch noch von IR ~1000nm bis ~ 365nm Aufnahmen beisteuern können, aber das wäre dann mit allen Variationen eine kleine Broschüre geworden. Es sollte der Anregung dienen, mehr nicht.

Viele Grüße
Peter

P.S. ein Teilgebiet meiner Arbeit lag im richtigen Hochspannungsbereich bis 140 kV , da kommt Respekt auf ! Hatte auch einmal einen Funkeninduktor (50 kg)  mit ca. 30 cm !!! "Schlagweite" , also ~ 250 kV  zur Prüfung und Restaurierung, das macht Spass ;D

Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: the_playstation in September 11, 2013, 02:09:32 VORMITTAG
Hallo Peter,
das die Wellenlänge entscheidend in die Formel eingeht, war mir ja völlig klar.
Andererseits habe Ich andere Faktoren wie Kondensoreinstellung und anderer
Einstellungsfehler (z.B. durch Mich) für viel wichtiger und relevanter gehalten.
Auch die Wahl des Objektives (Apo, Neofluar, Achromat, 100x, ...)
Gerade bei einem noch moderaten 40x Achromaten faszinierend.

Das die Wellenlänge derart gravierende Unterschiede in deinen Bildern zeigt,
ist wirklich erstaunlich. Hätte Ich ehrlich gesagt nicht gedacht,
auch wenn es ja völlig logisch ist.

Andererseits dachten auch Konstrukteure von Brücken und Schiffen z.B.
nicht immer über Wellenlängen nach.

Es ist erstaunlich, wie Sie einem immer wieder und überall begegnen.

Liebe Grüße Jorrit.
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: koestlfr in September 11, 2013, 08:04:56 VORMITTAG
Hallo Peter!

ULTRASPANNEND!

Bitte mehr davon!

Kannst du ev. wirklich einmal einen Blitz spektral messen? Vielleicht können Werner oder Kurt HW beisteuern.

Liebe Grüße
Franz
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: peter-h in September 11, 2013, 16:51:23 NACHMITTAGS
Hallo,

es ehrt mich, was mir alles zugetraut wird, aber Kurzzeitspektralfotometrie - welch ein Wort - kann ich leider nicht so einfach realisieren. Dazu wäre ein größerer Aufbau nötig, incl. neuer Software. Das Feld überlasse ich gerne einem anderen Forenmitglied  ;)
Ich wollte mit meinen Beispielen den Vorteil der LEDs für Diatomeenaufnahmen zeigen.

Viele Grüße
Peter
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: Peter Reil in September 12, 2013, 21:27:34 NACHMITTAGS
Hallo Peter H.,

ein beeindruckender und von der Theorie her eigentlich für mich voll begreifbarer Test.

Beim Nachstellen deines Versuchs (BG12 Filter im Durchlicht im Vergleich zur normalen Halogenbeleuchtung) am Olympus BH2 sehe ich bei mir keine nennenswerte Unterschiede. Auch die Aufnahmen mit der CANON 60D bringen sie nicht.

Es liegt wohl sehr viel an deiner monochromen Kamera?

Freundliche Grüße
Peter R.
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: Rene in September 13, 2013, 10:09:21 VORMITTAG
I can't beat Peter's images, but I can show images I made with the setup from our diatomists:

Respectively daylight filter (no data), BG7 (bluegreen, peak 480nm) and BG25 (deep-blue, peak 390nm). 100W Halogen.

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/133393_410497.jpg) (https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/133393_15188406.jpg) (https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/133393_25100144.jpg)

Absolutely raw images, cropped only. Zeiss planapo 100/1.3, cardioid 1.2-1.4 condenser (immersed with water) on a Oly BHS with 5x relay on a TIS monochrome ccd. I made the images for the quality purposes, hurrah for ISO17025.
BG7 and BG25 data sheets can be found here: http://www.schott.com/advanced_optics/english/download/schott_bandpass_bg7_2008_eng.pdf and here: http://www.schott.com/advanced_optics/english/download/schott_bandpass_bg25_2008_eng.pdf
Differences are subtle, it is a smaller range in wavelength and also towards the edge of the diffraction limit. In practice the blue-green filter is in use, also for imaging.

Best wishes, René

(replies in Deutsch welcome, as usual)
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: Stefan_O in September 13, 2013, 10:53:00 VORMITTAG
Hi Rene,

may I make a guess? If I look to the filter curve, your filters still have a considerable amount of IR transmittance while the 100W halgen does not make much blue. As a result you see more red/IR than anything else, which gives the bad result in resolution and a lot of grey. Peter used the LED and practically got rid of that problem. I wonder what would happen if you combine the filters with a thick KG1...

Just one cent also the region here starts with 5 cents..

Cheers,
Stefan
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: peter-h in September 13, 2013, 11:08:28 VORMITTAG
Hallo Peter R.

mir sind Farbkameras immer ein großes Mysterium. Es beginnt bei der Bayermaske mit den unterschiedlichsten Farbfilterpünktchen und endet nach dem Bildprozessor, welcher selbst beim RAW Format noch seinen Senf dazu gibt. Bei manchen Chips habe ich auch schlechte, bzw. wenig selektive Farbfilter gesehen. Das darf der Bildprozessor dann wieder ausgleichen.
Einen quick and dity Test habe ich mit der kleinen DFK72 durchgeführt und konnte jedenfalls nach der Wandlung in ein SW Bild eine schlechtere Auflösung und weniger Kontrast erkennen, als bei der Farbtrennung in RGB und Beurteilung nur des Blaukanals.

Vielleicht ist das eine Erklärung.
Viele Grüße
Peter (H)
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: Rene in September 13, 2013, 11:13:09 VORMITTAG
Not in my Aldi Stefan, we still get single cents!

I'm 99% sure the illuminator has a KG glass build in, but good point, I will check.

BTW, don't check this image by other images, the contrast is specimen dependent. It is used to have a standard between objectives and/or filters (in this case), but it is not standardized itself.  A proper calibration slide would cost too much for this purpose.

Best wishes, René
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen -> Blitzspektrum
Beitrag von: Horst Wörmann in September 13, 2013, 14:48:54 NACHMITTAGS
Hallo Peter & Franz,

"Kurzzeitspektralfotometrie - welch ein Wort - kann ich leider nicht so einfach realisieren. Dazu wäre ein größerer Aufbau nötig, incl. neuer Software. Das Feld überlasse ich gerne einem anderen Forenmitglied."

Danke, hier ist das Blitzspektrum:

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/133411_6576286.jpg) (http://s767.photobucket.com/user/vonGneisenau/media/BlitzAGFAMATIC_zpsb2327baf.png.html)

Blitz: AGFAMATIC pocket LUX 2234
Spektrometer: Zeiss Multi-Channel-Spektrometer MCS4/24 UV-NIR, also ein Simultan-Spektrometer mit Meßbereich 190 bis 1100 nm.

Sieht so aus, als ob die Streuscheibe im UV ein wenig abschneidet. Das Maximum liegt bei 449 nm, im Roten noch zwei Peaks bei 822 und 881 nm.

Hoffe, das hilft weiter,
viele Grüße aus Bonn
Horst

Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: Werner in September 13, 2013, 16:15:28 NACHMITTAGS
Hallo Horst!

Ich glaube nicht, daß die Plastik-Streuscheibe absorbiert, die Kante bei 390 nm sieht ganz nach beschichtetem Glas des Blitzröhrenkolbens aus. Unbeschichtetes Glas läßt etwa bis 330 nm durch, je nach Sorte.
Das Xenonspektrum geht bis unter 200 nm, dies wird z.B. bei Fluoreszenz-Spektrometern (Quarzglas- und Spiegeloptik) ausgenutzt.

Gruß   -   Werner
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: peter-h in September 13, 2013, 17:34:57 NACHMITTAGS
Danke Horst,

ich war mir sicher, dass eine Antwort mit einer Messung kommt  ;D

Viele Grüße
Peter
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: Horst Wörmann in September 14, 2013, 17:53:40 NACHMITTAGS
Lieber Werner,

anbei ein Vergleich mit Streuscheibe (grün) und ohne Streuscheibe (blau).

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/133474_704422.jpg) (http://s767.photobucket.com/user/vonGneisenau/media/d0d8f761-43cd-4daa-a161-6b7c7a1257b9_zps27512b6a.jpg.html)

Die Scheibe filtert im UV doch eine Menge aus. Also ist der Blitz durchaus als UV-Lichtquelle verwendbar.
Das gilt aber nur für das hier gemessene ältere Blitzgerät! Du hast natürlich recht, die modernen Röhren
haben dotiertes Glas oder sind beschichtet.

In diesem Thread ging es ja um höhere Auflösung bei kürzeren Wellenlängen; vielleicht probieren die
Experten doch mal einen alten Blitz. Scheint nicht aussichtslos zu sein.

Viele Grüße
Horst
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: Werner in September 14, 2013, 18:52:01 NACHMITTAGS
Danke Horst!

Sehr interessant - Die Messung ist eindeutig.
...Also werde ich meine alten Blitzröhren nicht wegschmeissen, genauso wie meine alten Halogenbirnen, die lassen wenigstens noch UV durch.

Gruß   -   Werner

Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: koestlfr in September 14, 2013, 21:12:26 NACHMITTAGS
Hallo Horst!

Besten Dank für die Messungen! Interessante Messungen, jetzt muss ich doch weiterbauen!

Liebe Grüße
Franz
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: Stuessi in September 14, 2013, 23:17:51 NACHMITTAGS
Hallo Peter,

kann man den Unterschied zwischen Bild 1 und 3 nicht auch dadurch erklären, dass beim 1. Versuch ein breites Spektrum und beim 3. Versuch ein schmales Spektrum verwendet wurde!?
Hierzu ein Beispiel, gemacht mit der NEX-5N.
Die Fokussierung wurde zwischen 1. und 2. Bild nicht verändert. Das 3. Bild wurde neu fokussiert, was bei 450 nm Beleuchtung schon zu Kopfschmerzen führen kann...

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/133488_46311670.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/LEDBlauGruenfilterKopie_zps7097b76b.jpg.html)

Mit einem NPL Oel 100/1,3 habe ich dieses Ergebnis erhalten. Wieder NEX-5N, Ausschnitte nur auf 50% verkleinert. W:LED, Blau-, Grün- und Rot-Filter.

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/133488_35810214.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/ABM200x-2-g50Kopie_zps41dfaf12.jpg.html)

Auf diesem Bild sieht man die spektrale Empfindlichkeit der NEX-5N:

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/133488_49909513.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/Gluumlh-LED-Energiesparlampe-NEX-5NF_zpsd6f5b2c0.jpg.html)

Das letzte Bild zeigt die Auswertung eines Bildes vom Prismenspektrum des Sonnenlichts. Das Spektrum wurde mit der Minolta D7D (Bayer-Sensor) fotografiert und dann die Werte der 12-Bit RAW-Datei separat ausgelesen (unteres Diagramm). Oberhalb sind Werte einer daraus erzeugten JPEG-Datei aufgetragen.

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/133488_17211952.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/SONNE001-G_zps210c7b90.jpg.html)


Gruß,
Stuessi
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: Johannes Kropiunig in September 15, 2013, 12:59:30 NACHMITTAGS
Hallo,

ich traue mich mal mit meinen DIY Spektrometer aus dem Cafe heraus.

Canon Speelite 420EX:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/133503_24387304.jpg) (http://s1116.photobucket.com/user/Googol1972/media/SpektrumCanonSpeedlite420EX_zpsb09a1749.jpg.html)

Eine gewöhnliche Halogen Schreibtischlampe zum Vergleich:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/133503_29915031.jpg)

Viele Grüße,
Johannes
Titel: Re: E. Abbe und die Wellenlängen
Beitrag von: peter-h in September 15, 2013, 17:18:22 NACHMITTAGS
Liebe Diskutanten,

wie so oft im Leben gbit es viele kleine Fallen, welche zu überwinden sind. Bei einer breitbandigen Weisslichtaufnahme kann das verwendete Objektiv einen sehr großen Einfluß nehmen. Allein die chromatische Längsaberration "verschmiert" bei einem Achromat feine Details. Schmalbandige Filter helfen dabei den Kontrast zu erhöhen.

Die 2 nachfolgenden Diagramme zeigen den enormen Unterschied von 2 Objektiven.
Mit diversen Interferenzfiltern für die Meßwellenlänge wurde monochromatisch beleuchtet. Als Testobjekt kam ein Gittermuster zur Anwendung. Kamera eine DMK72 (monochrome Version) angekoppelt über ein Zeiss Mipro Kpl 63mm.
Am Mikroskoptisch war eine Meßuhr mit 1µm Teilstrichen angebaut. Bei bester Bildschärfe wurde die Meßuhr abgelesen.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/133533_2556360.jpg)

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/133533_27476464.jpg)

Ein recht überraschendes aber auch plausibles Ergebnis. Man könnte eine richtige "Meßorgie" starten  ;D

Grüße vom bayerischen Wahlsonntag
Peter