Mikro-Forum

Hallo,
Ein Abbekondensor 1,2; 1,25 oder gar Kondensoren mit einer numerischen Apertur von 1,4, auch besser korrigiert sind ja eher gänig als selten. Die meisten Routine-Mikroskope kommen ja so ausgerüstet daher.
Allerdings frage ich mich nach dem praktischen Nutzen einer so hohen Kondenserappertur. Da im Hellfeld meist auf 3/4 bis eher 2/3 der Objektivapertur zugunsten des Kontrastes abgeblendet wird, müsste auch ein Kondensor mit n.A. von 1 ohne emergieren in der Praxis ausreichen. Bei den Achromaten 1,2...1,3 eigentlich auf alle Fälle.
Ich hatte gedacht, ich könnte beim Dunkelfeld mit einer größeren schwarz Scheibe und durch emergieren eine höhere Apertur als 1 nutzen, um dann festzustellen, daß das vom Wassertropfenrand reflektierte Licht den Dunkelfeldversuch zunichte macht.
Ergo - die hohen Kondensoraperturen, also nur um jedesmal die Physik zu kontrollieren, um nachzusehen, daß bei offener Apertur das Bild flauer ist? - Oder gibt es in der Praxis eine Anwendung wo die Kondensorapertur 1,2 wirklich genutzt wird?
Obwohl mir das ja auch egal sein könnte, die Dinger werden eben so hergestellt, bin ich da gerade am grübeln. Was sagt Ihr dazu?

Frieder

Hallo Frieder,

die erste Überlegung ist richtig: Für die allermeisten Hellfelduntersuchungen reicht auch für die stärksten Objektive ein Trockenkondensor mit NA = 0,9. Wenn man nämlich die Kondensorapertur (durch Immersion) der Objektivapertur annähert oder sie womöglich sogar gleich macht, dann wird der Kontrast meistens so gering, daß kaum noch etwas zu erkennen ist (obwohl die Auflösung theoretisch besser wäre).

Die zweite Überlegung allerdings geht offenbar von falschen Voraussetzungen aus. Für Dunkelfeld mit hochaperturigen Objektiven braucht man tatsächlich die hohe Apertur des immergierten Kondensors! Allerdings ist es dazu zusätzlich nötig, die Apertur des Objektivs so weit zu verringern (meist durch eine zu diesem Zweck eingebaute Irisblende), daß sich als Beleuchtung ein dicker Kegelmantel ergibt.

Mit einem Objektiv 40 / 1,0 Öl beispielsweise ist ohne Kondensorimmersion kein Dunkelfeld zu erzielen - und mit Immersion auch nur dann, wenn das Objektiv eine Iris hat, die man dann vorsichtig und nur im notwendigen Maß schließt.

Grüße
Gunther Chmela

Hallo -

stimme völlig zu!

In der Tat ist es ja sogar so, dass sich die Auflösung ungefähr nach dem Durchschnitt der Kondensor- und der Objektivapertur richtet. Mit einem 0,9 Kondensor (etwa = nichtimmergierte 1,4 Frontlinse) und einem immergierten Objektiv der Apertur 1,3 hat man also etwa 1,1.
Die schmierige Ölerei des Kondensors lohnt sich also wirklich nur, wenn es um das letzte Quäntchen Auflösung geht und wenn man eine geeignete Färbung oder DIC (zur Not Schieflicht) nutzen kann.

Viele Grüße

Rolf

Guten Morgen!

Wir können, wenn es auf Vereinfachung ankommt, sogar noch einen Schritt weiter gehen. Würde man etwa ein Mikroskop nur mit Trockenobjektiven ausrüsten (bzw. nur mit Objektiven der Apertur <1), was ja z.B. für pflanzenanatomische Untersuchungen meistens ausreicht, dann würde auch ein Kondensor mit der Apertur 0,6 genügen.

Solche Kondensoren sind aber an Kursmikroskopen kaum zu finden - man will halt die Möglichkeit einer Erweiterung "nach oben" nicht von vornherein ausschließen. Für hochwertige Satzkondensoren gibt es allerdings Frontlinsen mit der Apertur 0,6. Die Arbeit mit dieser Kondensorapertur ist sehr angenehm, weil sich dann nämlich die Aperturblende recht feinfühlig regulieren läßt. Für das "Arbeitspferd", das häufig verwendete Objektiv 40/0,65, ist so ein Kondensor geradezu ideal.

Schöne Grüße
Gunther Chmela

Hallo Frieder,

ohne Objektiv mit NA 1,4 und Kondensor mit NA 1,4 und UV-Beleuchtung, gelingen mir solche Bilder nicht.

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures005/189485_25746812.jpg)
Teil einer Gyrosigma.

Es gibt also Spezialanwendungen und ich bin glücklich über diese hohe Apertur.
Gruß
Peter

Lieber Herr Höbel,

nichts gegen Ihre wirklich wunderbaren Bilder! Ebenso nichts gegen Ihre Begeisterung für höchstaufgelöste Fotos und Ihre Freude am Experimentieren. Ich kann das sehr gut verstehen und nachempfinden.

Aber einmal ganz ehrlich: Sieht man denn auf dem Bild wirklich so viel mehr, als man sehen würde, wenn man die Gyrosigma (ich nehme an, es ist G. balticum) mit einem Objektiv NA=1,4, nicht immergiertem Kondensor und optimal eingestelltem Kontrast im normalen Hellfeld betrachtete? Ich kann das jedenfalls nicht feststellen. Ein wesentlicher Schritt in Richtung Objektähnlichkeit ist nach meinem Empfinden nicht erkennbar.

Anders ausgedrückt: Der Zuwachs an Erkenntnisgewinn steht in keinem Verhältnis zum technischen Mehraufwand.

Ich hoffe, Sie nehmen mir diese Kritik nicht übel.

Schöne Grüße
Gunther Chmela

... das hätte ich mich jetzt so nicht schreiben trauen, weil ich von beidem (Mikroskopieren und Fotografieren) viel zu wenig Ahnung habe, doch gedacht habe ich mir das auch.
(Wobei ich mich kaum bei diesem Thema einzumischen traue, s.o.)
Vor kurzem habe ich diese mir nicht bekannte Diatomee fotografiert. Objektiv NA 1.2, Kondensor NA 0.9, normales Hellfeld mit etwas schiefer Beleuchtung.

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures005/189488_17755882.jpg)
Ich las blutiger Anfänger würde meinen, dass die Auflösung nicht sooo viel schlechter ist. Oder sehe ich das falsch?

Grüße
Thomas

Moin,

wenn das so ist, dass ein Trockenkondensor 0,9 ausreicht, und man vor Allem die "schmierige Ölerei" umgehen möchte, o.k. Dann ist aber der nächste Schluss aus dieser Überlegung, dass ein Immersionsobjektiv mindestens so fehl am Platz, folglich ein hochaperturiges Trockenobjektiv das Mittel der Wahl ist. Nun hat das aber so eine unpraktische Korrekturfassung, alles Mist. Eigentlich reicht doch auch ein Planachromat 40/0,60. Dann sollte man sich aber überlegen, ob man anstelle des erstrebten Axioplan nicht vielleicht doch lieber ein Standard Junior anschaffen sollte. Das nimmt dann nicht soviel Platz weg und man kann es in den Schrank stellen, wenn man es nicht braucht. Braucht man überhaupt ein Mikroskop? Spazierengehen ist ohnedies viel gesünder als in der stillen Kammer zu hocken ...

Mir fällt da immer ein sehr engagierter vormaliger Amateur und heutiger Berufler ein, der mir vor 20 Jahren im Brustton der Überzeugung erklärte: "Planobjektive braucht man nicht!!!" Sein bevorzugtes Gebiet war das Plankton und darunter die allerkleinsten Zappeltierchen. Heute im Beruf stehend kann ihm hingegen das geebnete Sehfeld nicht groß genug sein. Man sollte bei der Betrachtung der Geräte vielleicht doch bedenken, dass das eigene Betätigungsfeld nur einen winzigen Teil der möglichen Anwendungen darstellt.

Dazu kommt noch ein anderer, oft übersehener Gesichtspunkt: man muss am Mikroskop erst sehen lernen! Die Unterschiede in der Auflösung, im Kontrast und in der Farbwiedergabe zwischen einem guten Plan-Achromaten und einem Plan-Apochromaten sind nicht immer auf den ersten Blick wahrnehmbar. Für die Unterschiede zwischen einem immergierten und einem trockenen Kondensor gilt dies ähnlich. Das heißt aber nicht, dass sie nicht da und sichtbar sind. Dazu ist sehr viel vom Präparat, vor Allem von seiner Dicke abhängig. Ein PlanApo 63/1,4 Öl zeigt seine Vorzüge eigentlich erst richtig an einem gut gefärbten Schnitt mit weniger als 1 Mikrometern Dicke, Ausstrichen, Spreitungen oder z.b. Flagellaten, die direkt am Deckglas anliegen (siehe hier auch: Ölkammerverfahren nach Comandon und de Fonbrune) und hier zeigt sich dann auch der Vorzug der Kondensor-Immersion. Wer meint, zu einem 0,9ner Trockenkondensor und 7-10 Mikrometer-Schnitten unbedingt einen PlanApo 63/1,4Öl zu brauchen, schießt meines Erachtens etwas(?) über sein eigenes Ziel hinaus.

Ob einem der "Zuwachs an Erkenntnisgewinn" den Aufwand wert ist, muss jeder mit sich selbst ausmachen. Würde ich mich beispielsweise ausschließlich mit botanischen Paraffinschnitten und hin und wieder mit Handschnitten beschäftigen, stellte ich dies stark in Zweifel. Aber andere Aufgaben, andere Ziele, anderes Werkzeug. Ich habe beispielsweise eine ganze Zeitlang Epon-Schnitte in Stärken von 0,5-0,25 Mikrometern hergestellt. Da sieht das dann schon anders aus.

Freundliche Grüße

Wolfgang

Hallo Wolfgang,

ich habe mich ausschließlich auf das von Herrn Höbel gezeigte Bild bezogen, auf sonst nichts!
Und alles, was vorher hier diskutiert worden ist, war ganz allgemeiner Art, bezogen auf die Eingangsfrage von Frieder.

Schöne Grüße
Gunther Chmela

Hallo Wolfgang -

Vorsicht, ein Anfänger könnte Deinen Eingangsabschnitt  ernst nehmen, wenn er nicht merkt, dass die Argumentenkette schon am Anfang beim Schritt zum 0,9 Trockenobjektiv brüchig ist. Selbst wenn die Korrekturfassung richtig eingestellt sein sollte, ist da doch ein himmelweiter Qualitätssprung zur einfachen Immersion, im Vergleich zu dem Schritt von der einfachen zur doppelten.
Zum Unterschied PlanApochromat/PlanAchromat wäre zu sagen, dass das Objekt mit dem Korrekturring eines ZeissPlanapo 40x/0,95 problemlos scharf zu stellen ist, während das an einem Planachromaten eine Herausforderung ist.

Auch ich habe früher Serienuntersuchungen von Pilzinfektionen an Semidünnschnitten (um die 0,5 µm) gemacht - meist mit dem guten, alten Zeiss Planapo 63x/1,40. Wenn man dabei in beschränkter Zeit einen vernünftigen Durchsatz erzielen will, muss man irgendwo einen Kompromiss eingehen und da kann man wohl am ehesten auf das Ölen des Kondensors verzichten - vor allem wenn sich jemand mit wenig Routine ans Gerät setzt. Dem stand nicht entgegen, dass man den Kondensor dann trotzdem geölt hat um ein Foto mit maximaler Auflösung von seinem Idealschnitt zu kriegen.

Das geölte Objektiv schwenkt man aus, das Öl kann daran bleiben. Beim Öl zwischen Objektträger und Frontlinse wird es einfach schwieriger. Man senkt den Kondensor ab, o.k.. Man versucht den OT zu entfernen ohne den Tisch zu verschmieren - klappt nicht immer. Man putzt, trotzdem saugt sich vielleicht der nächste OT fest weil ein Rest unter dem Objektführer verborgen war usw. Genau das meine ich mit Ölschmiererei.

Übrigens lieferte Zeiss für das Axiolab einen Kondensor, der angeblich für Immersion tauglich war ("0,9/1,3" oder so). Ich glaube es gibt einige Geschädigte im Forum, die den Versuch nach Verbrauch eines Ölfläschchens dann aufgegeben haben. Die Frontlinse war derart konvex, dass die meisten Versuche den OT ohne Luftblase zu platzieren nur damit endeten, die wohlweislich angebrachte, sehr voluminöse Ölfangrinne aufzufüllen.

Viele Grüße

Rolf

Hallo Rolf,

Zitat von: reblaus in Februar 24, 2016, 13:01:16 NACHMITTAGS
Vorsicht, ein Anfänger könnte Deinen Eingangsabschnitt  ernst nehmen, wenn er nicht merkt, dass die Argumentenkette schon am Anfang beim Schritt zum 0,9 Trockenobjektiv brüchig ist. Selbst wenn die Korrekturfassung richtig eingestellt sein sollte, ist da doch ein himmelweiter Qualitätssprung zur einfachen Immersion, im Vergleich zu dem Schritt von der einfachen zur doppelten.
Zum Unterschied PlanApochromat/PlanAchromat wäre zu sagen, dass das Objekt mit dem Korrekturring eines ZeissPlanapo 40x/0,95 problemlos scharf zu stellen ist, während das an einem Planachromaten eine Herausforderung ist.

... wenn man mit dem Korrekturring umgehen kann, sicher. Vielfach stolpert der Anwender - und hier leider auch oft Leute vom Fach - aber zusätzlich über die außerordentliche Schmutzempfindlichkeit der 0,95er Trockenobjektive, alleine da bringt die Immersion schon problemloseres Arbeiten mit sich. So gesehen stimmt Dein Einwand vorbehaltlos. Allerdings präferiere ich dann auch die Verwendung eines Immersions-Übersichtsobjektivs, damit man von der hohen Vergrößerung auch zurück kann ohne sich Geschmiers einzuhandeln. Leitz hatte da immer eine phantastische Kombination aus 10/0,45 Öl und 63/1,40 Öl (das NPL Fluotar 10/0,45 Öl tut es übrigens auch mit dem ZEISS DIC und Aqua dest.- immergierter Kondensor-Frontlinse recht gut)

Zitat von: reblaus in Februar 24, 2016, 13:01:16 NACHMITTAGSAuch ich habe früher Serienuntersuchungen von Pilzinfektionen an Semidünnschnitten (um die 0,5 µm) gemacht - meist mit dem guten, alten Zeiss Planapo 63x/1,40. Wenn man dabei in beschränkter Zeit einen vernünftigen Durchsatz erzielen will, muss man irgendwo einen Kompromiss eingehen und da kann man wohl am ehesten auf das Ölen des Kondensors verzichten - vor allem wenn sich jemand mit wenig Routine ans Gerät setzt. Dem stand nicht entgegen, dass man den Kondensor dann trotzdem geölt hat um ein Foto mit maximaler Auflösung von seinem Idealschnitt zu kriegen.

Das geölte Objektiv schwenkt man aus, das Öl kann daran bleiben. Beim Öl zwischen Objektträger und Frontlinse wird es einfach schwieriger. Man senkt den Kondensor ab, o.k.. Man versucht den OT zu entfernen ohne den Tisch zu verschmieren - klappt nicht immer. Man putzt, trotzdem saugt sich vielleicht der nächste OT fest weil ein Rest unter dem Objektführer verborgen war usw. Genau das meine ich mit Ölschmiererei.

Dies kann ich gerne so akzeptieren. Ich würde es nicht so machen wollen, aber wie ich schrieb ist das einem jeden selbst überlassen. Wer das nicht will, dem empfehle ich die Benutzung von Aqua dest. zur Kondensor-Immersion. Schmiert nicht, trocknet rückstandslos und ist für die Kondensor-Korrektion immer noch besser als gar keine Immersion. Selbst DIC funktioniert damit besser als geglaubt.

Zitat von: reblaus in Februar 24, 2016, 13:01:16 NACHMITTAGS
Übrigens lieferte Zeiss für das Axiolab einen Kondensor, der angeblich für Immersion tauglich war ("0,9/1,3" oder so). Ich glaube es gibt einige Geschädigte im Forum, die den Versuch nach Verbrauch eines Ölfläschchens dann aufgegeben haben. Die Frontlinse war derart konvex, dass die meisten Versuche den OT ohne Luftblase zu platzieren nur damit endeten, die wohlweislich angebrachte, sehr voluminöse Ölfangrinne aufzufüllen.

Das Glück, dieses gute Stück kennenzulernen ist mir bislang versagt geblieben. Ich kann also dazu schlecht was sagen

Freundliche Grüße

Wolfgang

Zitat von: Gunther Chmela in Februar 24, 2016, 12:58:13 NACHMITTAGS


ich habe mich ausschließlich auf das von Herrn Höbel gezeigte Bild bezogen, auf sonst nichts!
Und alles, was vorher hier diskutiert worden ist, war ganz allgemeiner Art, bezogen auf die Eingangsfrage von Frieder.

Lieber Gunther,

ich bitte Dich, das von mir Geschriebene auch ganz allgemein zu verstehen. Der Aufwand, den ein jeder treibt um zu seinem(!) Ziel zu kommen, muss einem außenstehenden Betrachter nicht zwingend einleuchten. Das gilt für die Kondensor-Immersion genauso wie für hohe n.A. und lässt sich über Schnittstärke, Präparationsschritte bis hin zur Probenahme nahezu beliebig fortsetzen. Was dem einen aufgrund seiner Erfahrung zwingend notwendig erscheint, mag dem anderen esotherisch anmuten. Kommt ganz darauf an, welche Maßstäbe man (an sich) anlegt. Mir fallen da beispielsweise zum Thema Chromosomen-Spreitung in unterschiedlichen Labors ganz abenteuerliche Dinge ein ;D

Freundliche Grüße

Wolfgang

Hello all,

If we return to the original question, the ubiquitous Abbe 1.25 condenser is a simple 2-lens system, which gives due to abberations (as already mentioned) an effective aplanatic cone of ca. 0.65. It works satisfactory from the 4x to the 100x (!) with a simple lamp.
If the Abbe would have been build with a smaller NA (eg <1) then the aplanatic cone would have been even smaller! And therefore less satisfactory with the 100x.

Besides, the higher NA region can still be used to some extent for oblique illumination.

Ergo, the Abbe is a cheap and cheerful condenser that needs to be build with a high NA, even though that NA cannot be reached during normal usage.

HTH, René

ps, Frieder: try to insert the darkfield stop just below the toplens, it gives a much cleaner darkfield with high NA objectives!

Zitat von: reblaus in Februar 23, 2016, 23:05:59 NACHMITTAGS
In der Tat ist es ja sogar so, dass sich die Auflösung ungefähr nach dem Durchschnitt der Kondensor- und der Objektivapertur richtet. Mit einem 0,9 Kondensor (etwa = nichtimmergierte 1,4 Frontlinse) und einem immergierten

da wäre ich eher skeptisch. Die Apertur des Systems, Objektiv und Kondensor, wird durch die kleinere Apertur begrenzt, in diesem Fall durch die Apertur des Trockenkondensors. Dazu möchte ich auf Ron Oldfield, Light Microscopy - An illustrated Guide, 1994, pages 35 and 36 hinweisen:

Immersion of the condenser

For an objective of NA = 1.25, we readily accept that the lens has to be immersed to the coverslip or specimen. Therefore, for the matching of condenser and objective NAs, correct usage of a 1.25 immersion objective demands that the 1.25 condenser also be immersed to the slide. Necessarily, both objective and condenser are designed as immersion systems. The undertaking of applying oil to the condenser can be politely described as messy, and the proper immersion procedure is not often carried out in the laboratory-largely, one suspects, through ignorance.
Whenever the microscope image needs to be as good as possible, really exploiting the full potential of a lens, the oiling of the condenser is important; not only to achieve high numerical aperture, but also to eliminate the glass/ air interfaces between the condenser and the slide, interfaces which are a source of undesirable reflection and flare.
Circumstances which warrant the trouble of immersion of the condenser are:

• High resolution microscopy, NAs exceeding 0.8.
• Photomicrography, whenever NAs exceed about 0.6, to control one possible source of loss of contrast.
• Any situation where high intensities of light are favoured, such as darkfield, DIC, and some forms of photomicrography.

Some condenser systems are designed with a swing-out top lens (they were rather fashionable in the Seventies, and have become so again!); these usually have an NA of about 0.9. They are very seldom designed or mounted for oiling, and should NOT have immersion oil placed on them. On the other hand, a condenser marked with an NA of 1.25, or higher, is MEANT for immersion. Unless it is immersed it cannot reach an NA of 1.25, and because of spherical aberration when used dry, the effective condenser NA is very much less than 1.25-possibly no more than 0.7 or 0.8.

Herzliche Grüße,

Helmut

Zitat von: momotaro in Februar 24, 2016, 15:17:24 NACHMITTAGS
Die Apertur des Systems, Objektiv und Kondensor, wird durch die kleinere Apertur begrenzt, in diesem Fall durch die Apertur des Trockenkondensors.

Hallo Helmut,

If you do not use a condenser (ie parallel light) the condenser NA is effectively 0. But that does not mean that you don't see anything through your microscope. That does also apply to everyday life. So I think you misunderstood Ron's text.

Best wishes, René

Zitat von: momotaro in Februar 24, 2016, 15:17:24 NACHMITTAGS
da wäre ich eher skeptisch. Die Apertur des Systems, Objektiv und Kondensor, wird durch die kleinere Apertur begrenzt

niht ganz

du kennst sicher die gleichung um die auflösung abzuschätzen: λ/2nA
die ist allerdings vereinfacht
in wirklichkeit ist sie λ/(nA_Objektiv+nA_Kondensor)
es wird nur der einfachheit wegen für die nA von Objektiv und Kondensor das gleiche angenommen

Lieber Herr Chmela,

es ist vermutlich eine persönliche Einstellung, ob man Öl am Objektiv und Kondensor als besonderen Aufwand sieht oder nicht. Ebenso ist es für mich keine Frage einmal schnell auf UV (@ 365nm) zu wechseln und die monochrome Kamera anzusetzen. Ich habe sicher nicht das tollste Bild gewählt da ich es langweilig finde die Amphipleura pellucida immer wieder als Beispiel zu zeigen. Aber diese Bilder gibt es immer noch auf meiner HP.  :)

Es kommt sicher auf die Fragestellung und das Objekt an mit welchem "Optikaufwand" und für welchen Zweck man das Mikroskop benutzt. Nur zum "schaun" habe ich noch nie den Kondensor geölt und UV verbietet sich ! Zu ca. 70 - 80% fotografiere ich am Mikroskop. Kann gut sein, dass ich nicht dem Durchschnitt der Mikroskopiker entspreche  ;D wer weiß ?

Viele Grüße in den Süden
Peter Höbel

Zitat von: Rene in Februar 24, 2016, 15:46:47 NACHMITTAGS

Zitat von: momotaro in Februar 24, 2016, 15:17:24 NACHMITTAGS
Die Apertur des Systems, Objektiv und Kondensor, wird durch die kleinere Apertur begrenzt, in diesem Fall durch die Apertur des Trockenkondensors.

If you do not use a condenser (ie parallel light) the condenser NA is effectively 0. But that does not mean that you don't see anything through your microscope. That does also apply to everyday life. So I think you misunderstood Ron's text.

Hallo René,

Ich muß mich korrigieren: Die kleinere Apertur beschränkt die Auflösung nur insoweit, als dass die maximale Auflösung dann vorliegt wenn die Apertur des Beleuchtung gleich der des Objektivs ist.

Ich will nicht spitzfindig sein, zumal ich ein Chemical Engineer und kein Physiker bin, aber bei einer Apertur für den Planspiegel von Null würde die Auflösung nur mehr vom Objektiv abhängen, das wäre die eleganteste Lösung und man könnte sich den Kondensor ersparen. Kondensorapertur ist wohl etwas salopp ausgedrückt, genauer sollte es wohl Apertur des vom Kondensor erzeugten Beleuchtungskegels heißen. Der Ausgangspunkt der Diskussion war ja die Frage wozu Beleuchtungsaperturen größer 1 benötight werden und das geht praktisch nur mit Kondensoren. Ich möchte daher anmerken dass die Beleuchtung mit dem Spiegel eine Apertur größer als Null besitzt; vergleiche Michel, Die Grundzuge der Theorie des Mikroskops, Stuttgart 1964:

Wird dabei das Licht der Lichtquelle über einen Spiegel auf das Objekt geleitet, dann ändert sich nichts, solange der Spiegel so groß ist, daß er alle von der Fläche der Lichtquelle nach einem Objektpunkt zielenden Strahlen vollständig erfaßt. Ist er kleiner, dann allerdings schränkt er die Apertur der Beleuchtungskegel ein, er wird selbst zur stellvertretenden Eintrittspupille. Er bleibt das, solange die Lichtquelle groß genug ist, daß alle, rückwärts von einem Objektpunkt über den Spiegel verfolgten Strahlen die Lichtquelle noch treffen. Mit Ausnahme des Himmels gibt es nun kaum so ausgedehnte Lichtquellen. Man kann also die größte mit dem Spiegel an sich mögliche Apertur meist nicht ausnutzen. Um sie voll zu erreichen, kann man sich eines Hohlspiegels vongeeigneter Krümmung bedienen. Er erzeugt ein vergrößertes Bild der kleinen Lichtquelle, das gegebenenfalls imstande ist, den vollen Aperturwinkel des Spiegels mit beleuchtenden Strahlen auszufüllen. Für die meisten Zwecke genügt aber die Beleuchtung mit den bloßen Lichtquellen nicht, auch wenn sie große Ausdehnung haben oder mit einem Hohlspiegel vergrößert werden, weil trotzdem die Beleuchtungsapertur noch klein gegen die vorkommenden Objektivaperturen bleibt. Eine weitere Vergrößerung der Lichtquellen läßt sich nun nur noch mit besonderen optischen Mitteln, ·mit Linsen oder mit Linsensystemen erreichen. Solche Mittel, welche die Aufgabe haben, eine lichtstrahlende Fläche, sei es nun eine wirkliche Lichtquelle oder eine deren Stelle einnehmende Öffnung, so stark zu vergrößern, daß die notwendigen Beleuchtungsaperturen erzielt werden, heißen "Kondensoren".


Nix für ungut,

Helmut

Lieber Herr Höbel,

eines gleich vorweg: Wenn ich Ihre Ausrüstung hätte, würde ich wahrscheinlich alles genauso machen wie Sie! Ich meine, es könnte sein, daß wir uns da recht ähnlich sind - insofern, als ich gern am Mikroskop alles ausreize, was nur irgendwie möglich ist. Allerdings fotografiere ich nicht am Mikroskop.

Meine Kritik bezog sich wirklich nur auf dieses eine Beispiel; da hab ich gemeint: Na ja, das geht doch im sichtbaren Hellfeld genauso gut (zumal die Gyrosigma ja nun nicht eines der kritischen Objekte ist)!
Bei der Amphipleura ist das ganz etwas anderes! Da bewegen Sie sich in einem Grenzbereich. Dort ist das normale Hellfeldmikroskop praktisch an seiner Leistungsgrenze, und es ist klar, daß hier jede Verbesserung der Auflösung einen deutlich sichtbaren Gewinn bringt.

Und im übrigen: Unter Spezialisten, Enthusiasten, Amateuren, Wissenschaftlern usw. muß ab und zu gestritten werden.

Beste Grüße in den (bayrischen) Norden - nein, doch eher in die bayrische Mitte!
Gunther Chmela

Oh, da habe ich ja ziemlich eine Diskussion losgetreten.
Meine Frage zielte wirklich darauf, weshalb der Kondensor so allgegenwärtig -engl.ubiquitous- ist. Daß im Grenzbereich der Hochleistungsmikroskopie Anwendungen für solche Kondensoraperturen bestehen, keine Frage.
Meine bisherige Erfahrung daß das 40`er Objektiv den besten Kompromiss darstellt. Das 100`er hat seinen Platz gegen ein 20er verloren und liegt in der Schublade. Vielleicht sind meine Präparate ja zu dick, aber das ist eben was ich ich derzeit eben ansehen will. Ich konnte im 100`er -alles emergiert- eher weniger sehen als im 40`er.
Aber selbst mit dem 1,2/100`er, Achromat, wo ablenden unabdingbar ist, würde 0.9 ausreichen, und ein weniger Lichtstarker Kondensor, würde sich, wie oben beschrieben im meistgebrauchten Bereich feinfühliger regulieren lassen. Daß sich 1,4 Planapos an ein Kursmikroskop der Einsteigerpreisklasse verirren, wäre zwar technisch möglich, aber doch eher selten.
Daß den Abbe-Kondensor mit 1.2 Apertur herzustellen auch nicht teurer ist, als mit 0,8 und sich 1,2 im Prospekt eben besser macht, ist allerdings eine Erklärung.

Zitat von: MikroTux in Februar 24, 2016, 19:29:55 NACHMITTAGS
Oh, da habe ich ja ziemlich eine Diskussion losgetreten.

Nein, das hast Du nicht! Es ist halt nur - leider! - so, daß solche Fragen, und das gilt wohl allgemein für Internetforen, zu "Diskussionen" führen, die mit der Ausgangsfrage kaum noch etwas zu tun haben. Das Thema wird zerredet, weil immer wieder Leute meinen, sie müßten auch noch etwas dazu sagen - ob's nun wirklich relevant ist oder nicht.

Man wird das nicht ändern können, Menschen sind nun einmal so. Trotzdem hoffe ich, daß Du wenigstens eine befriedigende Antwort auf Deine Frage bekommen hast!

Beste Grüße
Gunther Chmela

Zitat von: peter-h in Februar 24, 2016, 10:02:26 VORMITTAG
Hallo Frieder,

ohne Objektiv mit NA 1,4 und Kondensor mit NA 1,4 und UV-Beleuchtung, gelingen mir solche Bilder nicht.

Hallo Peter, gibt es dazu auch ein Vergleichsbild bei 1/4 bis 1/3 Geschlossener Aperturbelende? Das wäre da sehr interessant.
Ich hatte auch gedacht, das Abblenden wäre zum finden des Kompromises aus Abbildungsfehler und größtmöglicher Öffnung,
was bei perfekten Objektiven die Offenblende darstellt.

Bis ich in dem Buch:  Helmut Naumann "Handbuch Bauelemente der Optik" (http://books.google.de/books?id=_56lAwAAQBAJ&pg=PA323&lpg=PA323&dq=Naumann+Handbuch+Bauelemente+Optik+Hellfeld&source=bl&ots=3h77nPCGKF&sig=mXeM_V8ERl_TOVxzEOWfQdi944U&hl=de&sa=X&ved=0ahUKEwjQt9zmiZHLAhWmnnIKHeBOAp0Q6AEIIzAB#v=onepage&q=Naumann%20Handbuch%20Bauelemente%20Optik%20Hellfeld&f=false) Seite 324 auf folgenden Satz gestoßen bin:

"Die Beleuchtungsapertur soll an die Abbildungsappertur angepasst sein [...]Aus Abbildungssimulationen, wie dem Experiment, lassen sich für das Kohärenz-Parameter S genannte Verhältnis im Bereich 0,7...0,8 kontrastreiche Mikroskopbilder mit noch guter Detailbetonung erwarten".
Seither gehe ich davon aus, daß das mit dem Abblenden für ein besseres Bild aus Physikalischen Gründen allgemein gilt.

P.S. an Rene und Helmut:
Im Kapitel davor  S.320, Gleichung 11.4 wird für die Auflösung  im Hellfeld der Term n.A_Obj +n.A._Bel angesetzt, bei  n.A._Bel < n.A. _Obj . Ich hatte zuvor auch gedacht, die kleinere Entscheidet. In dem Buch ist zwar viel interesantes Zusammengestellt, leider meist zu gerafft.

Lieber Herr Chmela,

ich finde es schön wenn man sich so austauschen kann. Wie schon geschrieben habe ich ein falsches Beispiel gewählt  >:(
So überragend ist meine alte Ausrüstung Olympus BH-2 auch nicht, aber ich versuche immer wieder an die Grenzen zu gehen. Wenn es sein muß dann eben auch mit "Fremdgehen" an ein REM hier bei der UNI oder dem MPI.

@MikroTux,
leider habe ich jetzt keine Bilder oder Bildreihen mit unterschiedlichen Kondensor Aperturen. Das wäre sicher eine nette Aufgabe. Jedoch würde es weitere 1000 Fragen eröffnen. Welches Objekt? In Farbe? Monochrom? Mit welcher Kamera? Welches Objektiv? LED- oder Halogenleuchte? Mir fallen noch zig Fragen ein, aber ich langweile  :(

Ein Punkt sollte man nicht vergessen.
Eine Kondensor mit NA 1,4 und immergiert hat für schiefe Beleuchtung einen sehr großen Vorteil!

Letztlich ist die Frage was ich will und ob es meine Ausrüstung kann.

Viele Grüße
Peter Höbel

Hallo Peter,

ZitatEine Kondensor mit NA 1,4 und immergiert hat für schiefe Beleuchtung einen sehr großen Vorteil!

Ich nehme an das Sie auch alle mögliche Varianten der Schiefe Beleuchtung mit ein Kondensor 0.9 ausprobiert haben? Beste Grüsse,

Rolf

Zitat von: MikroTux in Februar 24, 2016, 20:29:16 NACHMITTAGS

Seither gehe ich davon aus, daß das mit dem Abblenden für ein besseres Bild aus Physikalischen Gründen allgemein gilt.

Guten Morgen allseits!

Dazu habe ich eine Frage:"Was habe ich, bitte, unter einem besseren Bild zu verstehen"?

Freundliche Grüße

Wolfgang

Wolfgang,
das bessere Bild -am Mikroskop- ist für mich das wo man am meisten erkennen kann. Dazu bedarf es daß einmal die Details aufgelöst werden, und zweitens genügend Kontrast haben, um erkannt, oder gar mit der Kamera aufgezeichnet zu werden. Größte Auflösung ergibt sich aus den Formeln zweifellos bei ganz offener Blende, dennoch läßt sich mehr erkennen, wenn man etwas abblendet, weil Kontraste angehoben werden. ....

@Peter,
das ist schade, im Zusammenhang dieser Frage wäre so ein Vergleichsbild interessant gewesen, unabhänig von den zig anderen Parametern.

Hallo,

Zitat von: MikroTux in Februar 24, 2016, 20:29:16 NACHMITTAGS
Seither gehe ich davon aus, daß das mit dem Abblenden für ein besseres Bild aus Physikalischen Gründen allgemein gilt.

Zitat von: MikroTux in Februar 25, 2016, 18:25:21 NACHMITTAGS
das bessere Bild -am Mikroskop- ist für mich das wo man am meisten erkennen kann. Dazu bedarf es daß einmal die Details aufgelöst werden, und zweitens genügend Kontrast haben, um erkannt, oder gar mit der Kamera aufgezeichnet zu werden.

da möchte ich Zweifel anmelden, physikalisch wird das Bild durch Verringern der Beleuchtungsapertur nicht besser. Der höhere Kontrast bei geringer Beleuchtungsapertur (im Vergleich zur Objektivapertur) entsteht insbesondere durch Interferenzeffekte, weil die Beleuchtung zunehmend kohärenter wird. Die Bildkanten zeigen dann immer deutlicher die typischen Artefakte (Pseudodetails) wie sie auch durch Kontrasterhöhung mittels Bildbearbeitungsprogrammen entstehen.

Hubert

Hallo MikroTux,

@Peter,
das ist schade, im Zusammenhang dieser Frage wäre so ein Vergleichsbild interessant gewesen, unabhänig von den zig anderen Parametern.

Wieso ich ? Es gibt reichlich Mikroskopiker hier im Forum welche mit bester Ausrüstung solche Vergleiche anstellen können. Sie müssen nur wollen  ;D

Peter

Zitat von: Lupus in Februar 26, 2016, 10:05:26 VORMITTAGda möchte ich Zweifel anmelden, physikalisch wird das Bild durch Verringern der Beleuchtungsapertur nicht besser. Der höhere Kontrast bei geringer Beleuchtungsapertur (im Vergleich zur Objektivapertur) entsteht insbesondere durch Interferenzeffekte, weil die Beleuchtung zunehmend kohärenter wird. Die Bildkanten zeigen dann immer deutlicher die typischen Artefakte (Pseudodetails) wie sie auch durch Kontrasterhöhung mittels Bildbearbeitungsprogrammen entstehen.

Guten Tag in die Runde!

Dies entspricht auch meinen Kenntnissen und meiner Erfahrung! Es mag sich - ganz subjektiv für den jeweiligen Betrachter, bitte! - ein angenehmer zu betrachtendes (schöneres?) Bild ergeben, besser im objektiven, physikalischen Sinne wird das Bild durch Abblendung keinesfalls. Auch nicht beim Abblenden um das berühmte 1/4 bis 1/3 beim klassischen Köhlern. Im Gegenteil neige ich bei Nutzung der heutigen Mikroskope mit modernen Vergütungen im gesamten Strahlengang immer mehr dazu, wenig bis garnicht mehr abzublenden (den Kondensor, nicht die Leuchtfeldblende!), insbesondere bei Benutzung von DIC.

Freundliche Grüße

Wolfgang

Gott zum Gruße!

Nun habe ich mich doch aufraffen können, mal schnell ein Diatomeen-Testpräparat drunter zu legen.
Hier Aufnahmen von Nitzschia obtusa mit Axioskop und Canon 5D MkII.
1. PlanApochromat 40x/0,95 oo/0,13-0,21 und trockener Kondensorfrontlinse 1,4, Optovar 2,0
2. PlanApochromat 100x/1,40 Öl mit trockenem Kondensor, Optovar 1,25
3. PlanApochramat 100x/1,40 Öl mit geöltem Kondensor, Optovar 1,25

Alle mit DIC, Schieberchen bei 2. und 3. in gleicher Stellung. Korrekt geköhlert. Aperturblende geöffnet - wie immer beim DIK. Je 5 neufokussierte Aufnahmen, von der gefühlsmäßig "besten" hier der Ausschnitt. Leider hatte ich vergessen die "automatic light balance" abzustellen. Nr. 1 ist im Vergleich zu den anderen um 50 % nachvergrößert um zusammen mit der stärkeren Optovarvergrößerung auf vergleichbare Bildgröße zu kommen.
Die Areolen sind etwa 0,35 µm voneinander entfernt.

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures005/189709_45268861.jpg) (http://s888.photobucket.com/user/rblaich/media/Test_PlApo40x_zpsxetlw4kp.jpg.html)(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures005/189709_23832866.jpg) (http://s888.photobucket.com/user/rblaich/media/Test_PlApo100xKdLuft_zpshusro6vg.jpg.html)(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures005/189709_65846032.jpg) (http://s888.photobucket.com/user/rblaich/media/Test_PlApo100xKdOil_zps19xldjup.jpg.html)

Bei Surirella gemma kommt das PlanApo 40x deutlicher an seine Grenzen.

Viele Grüße

Rolf

Hallo Gunther,

ZitatFür hochwertige Satzkondensoren gibt es allerdings Frontlinsen mit der Apertur 0,6. Die Arbeit mit dieser Kondensorapertur ist sehr angenehm, weil sich dann nämlich die Aperturblende recht feinfühlig regulieren läßt. Für das "Arbeitspferd", das häufig verwendete Objektiv 40/0,65, ist so ein Kondensor geradezu ideal.

Das stimmt völlig. Ein anderes Vorteil von Kondensoren mit niedriger Apertur ist auch die homogenere Ausleuchtung des Sehefelds bei Objektive mit geringer Vergrösserung . Ich hab ein Olympus HSA Hufeisenstativ (altes Schülermikroskop) mit fester Kondensor unter den  Tisch. Die Apertur von die Kondensorlinse ist ungefär 0.65. Die Beleuchtung ist sehr Homogen, auch mit ein Objektiv 4/0.10 bei eitwas geschlossener Aperturblende. Mein Zeiss Achr Apl 1.4 Kondensor liegt meistens in der Schublade. Weil ich das arbeiten mit der einfachen 0.9 Klappkondensor am Zeiss Standard viel angenehmer und flexibeler (auch fur die Schiefe Beleuchtung) finde. Wenn ich die hochste Auflösung will dan setze ich lieber mein Ultrakondensor 1.2-1.4 ein um Kreisformiger Schiefe Beleuchtung zu bekommen mit ein Oelobjektiv NA>1.2. Beste Grüsse,

Rolf

Zitat von: reblaus in Februar 26, 2016, 16:13:54 NACHMITTAGS

Bei Surirella gemma kommt das PlanApo 40x deutlicher an seine Grenzen.

Viele Grüße

Rolf

Danke für den Vergleich, Rolf.
Daß das 40`er am meisten Mühe hat, wundert nicht. Wobei ich schon dazu tendiere das Bild des 100`er bei nichtemergierten Kondensor=etwas abgeblendet aufgrund des höheren Kontrastes besser zu finden. Mehr Details oder Strukturen erkenne ich im theoretisch höher aufgelösten Bild auch nicht, und den Eindruck, daß es sich um künstliche Artefakte, wie beim richtigen zuziehen der Blende handelt sehe ich auch nicht.

ich glaube peters bild lebt vorrangig von der eher monochromatischen beleuchtung mit kurzer wellenlänge

Liebe Kondensoröler,

ich wollte eigentlich keinen Beitrag leisten, aber das Thema hat mich doch interessiert. Da ich lieber messe und Zahlenwerte für eine belastbare Analyse haben möchte, wurde eine kleine Testreihe mit und ohne Öl gemacht.
Die Parameter :
Objektiv Leitz Apo 90/1,4 immergiert; Kondensor NA bis 1,4; Objekt ein versilbertes Deckglas mit feinen Löcher; Kamera DMK72 monochrom Pixel 2,2x2,2µm; Beleuchtung LED mit Olympus Filter grün IF 550 (550nm HWB ~80nm). Zur Rauschreduzierung 16 Bilder gemittelt.
2 benachbarte helle Punkte wurden in der Intensität ausgewertet und der Kontrast ermittelt. Da die Punkte sehr dicht beieinander liegen gibt der Kontrast in % recht gut einen Anhalt für die Auflösung (ideal 100%).

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures005/189755_37012790.jpg)

Der Kondensor wurde von NA 0,4 bis NA 1,0 in Luft und dann immergiert von 1,0 bis 1,4 geöffnet.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures005/189755_54962851.jpg)

Jetzt darf jeder sich sein eigenes Urteil bilden. Für mich sind diese Werte plausibel, d.h. Kondensor immergieren macht Sinn. Das muß natürlich niemand glauben  ;) Nun darf der Test nachvollzogen werden, geht ganz einfach.

Gruß
Peter

Hallo Peter -

das hoffen wir doch alle schwer, dass das Immergieren des Kondensors Sinn macht!

Nur ist der Effekt halt in einer hauchdünnen Silberschicht quantitativ zu messen, während in einem Objekt mit mehr Tiefenausdehnung die optischen Effekte der Strukturen, die dahinter liegen, das sehr schwer machen.
Auch ich nehme an, dass bei den Bildern, die ich gezeigt habe, die Verringerung der Auflösung durch die geringere  Apertur durch deren Kontrasterhöhung infolge Beugung kompensiert wird. Zusätzlich kommen hier noch die DIC-Effekte dazu...

Alles hängt eben von der Anwendung ab.

Viele Grüße

Rolf

Hallo,

wie Rolf schon gesagt hat wäre es seltsam, wenn ein immergierter Kondensor keine bessere Auflösung zeigen würde. In dem Diatomeen-Beispiel mit Objektiv 100X/1.40, unimmergierter/immergierter Kondensor NA 1.4, ist der theoretische Auflösungsunterschied unter 20%. Das lässt sich aber - unabhängig von dem Problem unterschiedlicher Belichtung und Scharfstellung - visuell praktisch nicht erkennen, wenn nicht gerade Objekte genau an der Auflösungsgrenze zu sehen sind. Die Messung von Peter ist viel sensibler, da bei gleichem Punktobjektabstand der Kontrast dazwischen viel stärker durch die auflösungsbedingt geänderte Bildflankensteilheit variiert. Und bei punktförmigen Beugungsbildern lassen sich die kohärenten Beugungserscheinungen (Artefakte durch zusätzliche Helligkeits-Maxima und -Minima) nicht ohne weiteres direkt erkennen.

Hubert

Liebe Auflöser,

ich hatte vor fast 2 Jahren schon einmal eine ähnliche Versuchsreihe gezeigt. Hier nun wieder gefunden.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures005/189815_33277333.jpg)

Ich liebe die UV-LED  ;D ;D ;D Schade, dass die Kamera nicht wesentlich unter 365nm empfindlich ist.
Peter

Zitat von: peter-h in Februar 26, 2016, 23:15:47 NACHMITTAGS

Jetzt darf jeder sich sein eigenes Urteil bilden. Für mich sind diese Werte plausibel, d.h. Kondensor immergieren macht Sinn. Das muß natürlich niemand glauben  ;) Nun darf der Test nachvollzogen werden, geht ganz einfach.

Interesannte Messreihe. Wenn ich das Bild so grob ausmesse, müssten die Punkte um 1/3 µm entfernt sein. Die Messreihe zeigt kontiunuierlich zunehmenden Kontrast beim Öffenen der Blende, wobei das bislang nicht meiner Beobachtung entspricht, wo es ein Optimum bei leicht zugezogener Blende gibt. Wobei meine Präparate und Beobachtungsbedingungen auch wesentlich weniger spezifisch sind, (Achromat ohne Farbfilter, mehr Präparatdicke...) und vielleicht sollte ich das alte Mikroskop nochmal gründlicher Grundreinigen.

Hallo,

Zitat von: MikroTux in Februar 28, 2016, 22:52:42 NACHMITTAGS
Die Messreihe zeigt kontiunuierlich zunehmenden Kontrast beim Öffenen der Blende, wobei das bislang nicht meiner Beobachtung entspricht, wo es ein Optimum bei leicht zugezogener Blende gibt.

das ist kein Widerspruch. Peter hat die reale Objektivauflösung an den Beugungsbildern punktförmiger Objekte demonstiert. Der visuelle, subjektive Kontrast von ausgedehnteren Objekten entsteht dagegen durch den geänderten Helligkeitsverlauf von größeren Kantenstrukturen, deutlich über der Auflösungsgrenze. Wenn die Beleuchtungsapertur unter die Objektivapertur abgeblendet wird, wird die Beleuchtung teilweise kohärent mit der Folge, dass an Objektkanten zunehmend auch Artefakte durch konstruktive und destruktive Interferenz und damit wellenförmige Intensitätsverläufe entstehen. Der erste Intensitätspeak bewirkt die Kontraststeigerung. Bei 3/4 Kondensorabblendung ist der Effekt noch gering (ca. 1 % Intensitätsanstieg statt eines Intensitätsabfalles), daher wird dieser Wert in der Literatur meist als Kompromiss für den besten Bildeindruck empfohlen, bei 1/2 Abblendung ist die Überhöhung bereits mindestens 5 %.

Hubert

bei peters letzten kurven sieht man ja schön wie gewaltig der der sprung zur uv-led ist (schmalbandig und kurzwellig)  8)

Hallo,

zur Ergänzung: Folgende Grafiken zeigen den Intensitätsverlauf an einer Objektkante (dünner Metallfilm) bei unterschiedlicher Kondensorapertur. Rot gestrichtelt ist die unverfälschte Kurve bei offenem Kondensor (Kondensorapertur = Objektivapertur). Der "bessere" Bildkontrast beim Abblenden ist ein Artefakt durch künstliche Kantenüberhöhung, und kein besserer Kontrast durch eine steilere Flanke des Beugungsbildes (= bessere Auflösung). Die Grafiken sind Splineinterpolationen der Messwerte. Der Effekt hängt auch von der Qualität des Kondensors bzw. der Beleuchtung ab.

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures005/190222_15835488.jpg)

Hubert

Hubert, das ist eine sehr eindrucksvolle Demonstration des Effektes, wie man es auch vom schärfen in der digitalen Fotografie kennt.
Vielleicht muss ich auch mal dünne Metallkanten mikroskopieren.
Bei kontrastarmen Objekten, wo im Hellfeld bei offener Blende nichts zu sehen ist, erst beim abblenden Strukturen sichtbar werden,
wäre auch mal interessant dagegen zu stellen. Beruhigend ist zu sehen, daß bei 3/4 Kondensorapertur, die Verfälschung
die Objektkante zwar überbetont, aber noch keine neue Strukturen durch überschwingen produziert.