Mikro-Forum

Hier nun die Fortsetzung:

(und hier (https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=50477.0) geht's zum ersten Teil)

Die Waldmann-Kugel für größere Kristalle und Edelsteine

Ein sehr interessantes Zubehör zum U-Tisch ist die Waldmann Kugel mit der man Kristalle und Edelsteine bis zu einem Durchmesser von 11 mm messen kann. Sie besteht aus einer Vollglaskugel mit einem Hohlschliff, der Probenkammer, die mit Immersionsöl gefüllt wird. Der Deckel ist als Probenhalter ausgebildet. Davon gibt es drei verschiedene Varianten, einer mit einer Kreuzpinzette die die Probe umfasst und zwei weitere mit Glasstäben verschiedener Größe auf die die Probe aufgekittet wird. Diese Kugel wird zentrisch auf dem U-Tisch aufgebracht.

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Waldmann 2.JPG

Die Waldmann-Kugel zur Untersuchung größerer Einkristalle und Edelsteine. Das Kompendium besteht aus der Kugel mit Hohlschliff, drei Probenhaltern für unterschiedlich große Proben und einer Spezialpinzette sowie Hilfs- und Befestigungsmaterial.

Sondersegmente

Auf speziellen Wunsch wurden auch Sondersegmente mit höheren Brechungsindizes geliefert. Diese sind hilfreich für die Messung von Kristallen mit Brechungsindizes, die deutlich oberhalb derer der normalen Segmente liegt. Mir sind solche mit n=1,75, n=1,81 und n=1,91 bekannt.

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Sondersegmente mit hohem Brechungsindex für orthoskopisches und konoskopisches Arbeiten.

Hilfsmittel für die graphische Auswertung der Daten

Klassischerweise werden U-Tisch-Messungen graphisch ausgewertet, wobei man, ganz analog zur Geodäsie, stereographische Projektionen verwendet. Je nach Anwendung benutzt man zwei verschiedene Projektionsarten:

• Die winkeltreue Projektion (Wulffsches Netz) für das Einmessen von optischen und kristallographischen Bezugselementen wie z.B. bei der Feldspatbestimmung.
  
  
• Die flächentreue Projektion (Schmidtsches Netz) für die Einmessung von Kristallen für die Gefügekunde.
  
  

Grundsätzlich reicht dazu ein Karton mit aufgedrucktem Netz und einem Reisbrettstift im Zentrum, um den man ein aufgespießtes Pausblatt mit den eingetragenen Messwerten drehen kann. Besonders elegant geht das aber mit einer Drehvorrichtung nach Reinhard aus Metall, die Leitz für beide Projektionsarten lieferte.

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Reinhardsche Drehvorrichtung für winkeltreue Darstellung (Wulffsches Netz).

Indikatrixmodelle nach Reinhard

Die Kristalloptik allgemein und besonders das Arbeiten am U-Tisch setzt ein hohes Maß an dreidimensionalem Vorstellungsvermögen voraus das erlernt und trainiert werden muss. Extrem hilfreich, ja gar unentbehrlich aus didaktischer Sicht, sind dafür Modelle der Indikatrix, also der richtungsabhängigen Darstellung der Brechungsindizes. Für den U-Tisch lieferte Leitz solche Modelle der einachsigen und der zweiachsigen Indikatrix die passgenau in den U-Tisch eingelegt werden können. So lassen sich alle Messoperationen leicht und verständlich nachvollziehen.

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Vierachsiger U-Tisch mit eingelegtem Modell einer einachsigen Indikatrix. Das Modell der zweiachsigen Indikatrix liegt daneben.

Brechungsindexmessung am U-Tisch

Eine wesentliche diagnostische Eigenschaft von Kristallen ist ihr Brechungsindex, der, wie oben bereits erwähnt, richtungsabhängig ist und daher orientiert gemessen werden muss. Einerseits ist der U-Tisch ein perfektes Hilfsmittel zur Orientierung der Kristalle für solche Messungen, andererseits ist aber die Manipulation, also besonders der Wechsel von Immersionsmedien, innerhalb des Sandwichs aus unterem Segment, Glasplatte, Probe und oberem Segment sehr problematisch. Hier ist meist die Spindeltisch-Methode (siehe hier (https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=49160.msg360246#msg360246)) besser geeignet. Es gibt jedoch zwei Einrichtungen, die auch genaue Brechungsindexbestimmungen am U-Tisch ermöglichen.

Die Durchflusskammer nach Emmons

Die Durchflusskammer nach Emmons ist eine U-Tisch Einsatz mit dem integrierten unteren Halbkugelsegment das Teil eines thermostatisierten Wasserkreislaufs ist in dem sich auch ein Abbe-Refraktometer befindet. U-Tisch und Refraktometer sind also auf gleicher Temperatur die durch den Thermostat in einem Bereich von Zimmertemperatur bis ca. 80°C regelbar ist. Untersucht werden Körnerpräparate in denen ausgewählte Körner mittels des U-Tischs orientiert werden. Als Immersion wird eine Flüssigkeit gewählt, deren Brechungsindex bei Raumtemperatur geringfügig höher ist als der des Kristalls; das Refraktometer wird mit der gleichen Immersion befüllt.

Prinzipiell ist die Temperaturabhängigkeit des Brechungsindexes bei Flüssigkeiten um mehrere Größenordnungen größer als bei Festkörpern. Beim Erhitzen sinkt der Brechungsindex der Immersion daher schnell und stetig, wobei der des Festkörpers innerhalb der Messgenauigkeit gleich bleibt. Am Punkt der Brechungsindexgleichheit verschwindet die Grenzfläche zwischen den beiden Medien und man kann den gerade wirksamen Brechungsindex am Refraktometer bestimmen.

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Die Durchflusskammer nach Emmons, Teil eines thermostatisierten Wasserkreislaufs zur Erhitzung der Probe bei der Brechungsindex-Messung.

Das U-Tisch-Refraktometer nach Berek

Das gleiche Messprinzip wird beim U-Tisch-Refraktometer nach Berek genutzt, allerdings verwendet man statt des trägen Wasserkreislaufs eine elektrische Widerstandsheizung durch welche die Temperatureinstellung wesentlich schneller erfolgt. Anstelle des externen Refraktometers benutzt man den U-Tisch selbst als internes Refraktometer zur Messung des Brechungsindex der Immersion im Moment der Brechungsindexgleichheit mit dem Kristall. Dies geschieht, genau wie beim Halbkugelrefraktometer nach Abbe, durch Messung des Grenzwinkels der Totalreflektion beim Übergang vom optisch dichteren zum optisch dünneren Medium. Ein exakt halbkugelförmiger Hohlschliff in dem oberen Halbkugelsegment dieser Einrichtung nimmt Immersion und Kristall auf, der Grenzwinkel der Totalreflektion wird gegen eine Luftfläche unterhalb eines dünnen Deckglases, das die Immersionsküvette abschließt, gemessen. Eingestellt wird die Hell-Dunkel-Grenze der Totalreflektion bei Beobachtung der hinteren Brennebene des Objektivs mittels der Bertrand-Linse.

Das U-Tisch-Refraktometer ist eine komplexe und sehr seltene Einrichtung deren genaue Beschreibung den Rahmen dieser Ausführungen sprengen würde, aber Interessenten schicke ich gerne eine Kopie der Anleitung (in Englisch) zu.

Diese Einrichtung gab es als Zubehör zu vorhandenen U-Tischen oder auch als komplettes Kompendium mit einem UT2, wie hier abgebildet.

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Das U-Tisch Refraktometer nach Berek als Kompendium mit einem UT2 mit elektrischer Widerstandsheizung und Spezialokular.

Neuere Konstruktionen

Auf die Beschreibung der Standard-U-Tische anderer Hersteller, die sich durchweg an Bereks Konstruktion orientierten, möchte ich hier verzichten, allerdings verdienen zwei Entwicklungen aus der Zeit um 1950 eine besondere Erwähnung, da bei ihnen die ,,ausgetretenen Pfade" zugunsten anderer mechanischer Lösungen verlassen wurden. Geplant hatte ich eigentlich beide Einrichtungen in der scheinbar endlosen Freizeit nach Eintritt in den Ruhestand ausführlich auf ihre Brauchbarkeit hin zu testen, allerdings ist das bisher der Realität zum Opfer gefallen, Betroffene wissen was ich meine😁.

Der dreiachsige U-Tisch von Cooke, Troughton & Simms

Nach einem Vorschlag von Hallimond und Taylor (1950) bauten Cooke, Troughton & Simms (später von Vickers weitergeführt) in England eine dreiachsigen U-Tisch mit einigen konstruktiven Neuerungen, der eine einfachere Handhabung ermöglichen sollte. Er hat sich allerdings nie auf breiter Basis durchgesetzt.

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Der dreiachsige U-Tisch von Cooke, Troughton & Simms

Die ,,Platine Theodolite Bordet-Nomarski" von Nachet

Einen völlig neuen und sehr ungewöhnlichen Weg beschritt die Firma Nachet in Paris mit der Konstruktion der ,,Platine theodolite" nach Bordet-Nomarski. Hier dient die gesamte bewegliche Mechanik eigentlich nur dazu die Winkelablesung der verschiedenen Drehachsen zu ermöglichen. Die gesamte optische Einheit, also Halbkugelsegmente und Dünnschliff samt mechanischer Halterung und äußerem Teilkreis, wird alleine durch Adhäsion durch einen Ölfilm in der passgenauen Hohlform der Frontlinse des Kondensors gehalten. Ein erster Versuch zeigte, dass diese Führung ganz erstaunlich präzise und verlässlich ist, ganz entgegen meinem ersten Gefühl.

Dieser wirklich exotische U-Tisch ist sehr selten und wenig bekannt.

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Die ,,Platine Theodolite" von Nachet in Paris. Der gesamte innere Aufbau wird ausschließlich durch Adhäsion in einem Hohlschliff in der Frontlinse des Kondensors gehalten und geführt.

Lieber Olaf,
Unfaßbar!! was du alles hast!

Herzlich
Martin

man Olaf ,

mir ist ganz schwindelig vor lauter Drehungen um all die Drehtisch-Achsen
die du uns hier vorgestellt hast und zudem noch alle in allerschönstem Zustand
der Nachwelt erhalten und/oder restauriert sind/wurden.

Vielen Dank fürs zeigen und die Erklärungen, speziell der Exoten(TEIL2),
unter den ohnehin  seltener gewordenen ,,normalen" (TEIL1) Sammlungsstücken .

LG
Jürgen

Guten Abend Olaf,

ein phantastischer Artikel, vielen Dank!

Viele Grüße

Michael

Hallo Olaf,

auch von mit ein ganz großes Lob für die Arbeit die Du Dir gemacht hast. Das hat Niveau!

liebe Grüße
Wolfgang

Sehr beeindruckend, Olaf,

die U-Tische und deine Dokumentation zu Technik und Hintergründen.

Vielen Dank!

Michael

hallo Olaf,

es macht richtig freude deinen Beitrag zu lesen! Beeindruckende Geräte mit wirklich guten Fotos- Danke!

Viele Grüße
Steffen

Lieber Olaf,

ein typischer Medenbacher Lese- und Augenschmaus.

Herzlichen Dank für diesen tollen Beitrag.

Beste Grüße
Marcel

Lieber Olaf,

eine klasse Präsentation und die historischen Exponate aus Deinem reichhaltigen Fundus sind ein zusätzlicher Augenschmaus!

Herzliche Grüße
Thomas

Guten Abend Olaf,
auch ich schließe mich den lobenden Worten meiner Vorgänger an.
Wieder beeindruckende Fotos mit Beschreibung.
Wo finde ich Teil I ??
Mit kristallographischen Grüßen
Peter Wff

Lieber Olaf,
,,enzyklopädisch" ist die adäquate Bezeichnung für Deine Kenntnisse auf diesem Gebiet!
Viele Grüße,
Heiko

Liebe Mitlesende,

ganz herzlichen Dank für die netten Kommentare - sie bestärken mich in meinen Vorsätzen für das kommende Jahr, nämlich wieder mehr technische Artikel für das Forum zu verfassen.

@ Peter: den Beitrag findest Du in der Rubrik "Mikroskopie-Forum". Für den leichteren und schnellen Zugang habe ich die Beiträge noch durch einen entsprechenden Link in Rot am Anfang bzw. Ende der Artikel ergänzt.

Beste Grüße,

Olaf

Vielen lieben Dank Olaf! Wahnsinn!!!

Lieber Olaf,

herzlichen Dank für diese phantastische Zusammenstellung der Entwicklung der Drehtischmethoden. Mag mir gar nicht vorstellen, wieviel Zeit Du in die Restauration der gezeigten Exemplare gesteckt hast, aber das macht ja auch Spaß; besonders, wenn man solche Ergebnisse erzielt.

Dir und den Deinen geruhsame Feiertage und Alles Gute für 2025.

Lieber Olaf,
wieder eine sehr beeindruckende Beschreibung eines sehr interessanten und seltenen Mikroskop Zubehörs.
Deine Sammlung ist einmalig
Vielen Dank und liebe Grüße

Horst

Lieber Jürgen,

ZitatMag mir gar nicht vorstellen, wieviel Zeit Du in die Restauration der gezeigten Exemplare gesteckt hast, aber das macht ja auch Spaß; besonders, wenn man solche Ergebnisse erzielt.

Tatsächlich sind alle gezeigten Exponate lediglich gereinigt und nicht restauriert. Das gilt speziell für die Drehapparate von Fuess aus der Zeit um 1900! Es liegt an der Tatsache, dass diese Kostbarkeiten immer geschützt in eigenen Samt-ausgeschlagenen Kästchen aufbewahrt wurden (und zum großen Teil wohl auch nur sehr selten im Einsatz waren - zumindest meine Exemplare).

Herzliche Grüße,

Olaf

Hallo Olaf

Danke für die einmalige Gelegenheit eine Reise durch die Geschichte dieser mechanischen Meisterwerke machen zu können.


Liebe Grüße

Gerhard

Wow, was für ein fantastischer Beitrag in Wort und Bild

als kleine Ergänzung hier noch ein Sondersegment mit 1,760

Manfred

und das U-Tisch-Refraktometer als Zubehörkästchen wie von Olaf erwähnt

Hallo Manfred,

herzlichen Glückwunsch zu diesen Raritäten,

Olaf

Hallo Olaf,
das sind Geräte, von denen ich mit Ausnahme des U-Tisches noch nicht einmal gehört habe. Herzlichen Dank für diese sensationelle Darstellung sehr ungewöhnlicher alter mineralogischer Untersuchungsmethoden und mikroskopischer Instrumente.
Guten Rutsch ins Jahr 2025.
Herzliche Grüße
Michael

Hier eine ungewöhnliche Aufnahmeplatte für das untere Segment,
drehbar über ein Zahnrad

stammt aus einem chinesischen ebay Angebot
https://www.ebay.com/itm/355563870474

Manfred

Daselbe Teil in einem Youtube Video über die Einrichtung des U-Tisches.
Das untere Glassegment scheint auch nur eine Glashalbkugel ohne Metallrahmen zu sein.

https://www.youtube.com/watch?v=-f3eUbVLfvE

Hallo Manfred,

das sind tatsächlich die beiden einzigen Neuerungen, die Leitz den U-Tischen in Jahrzehnten "angetan" hat.

• Die planparallele Glasplatte in Verbindung mit dem klassische unteren Segment wurde durch ein einziges Segment mit angearbeitetem "Kragen" ersetzt. Ob dies wirklich ein Vorteil ist kann man diskutieren, denn eine verkratzte planparallele Platte kann man einfacher und kostengünstiger austauschen als ein verkratztes Segment.
  
  
• Die Höhenverstellung der gesamten inneren Einheit wurde so modifiziert, dass man sie über ein Ritzel und einen Zahnkranz von oben her mit einem Sechskantschlüssel bedienen kann. Dies ist tatsächlich vorteilhaft, denn an das fummelige Verdrehen des Einstellrings von unten bei gleichzeitigem Festhalten gegen Verdrehen ist gewöhnungbedürftig. Hier sieht man beide Konstruktionen nebeneinander, links die alte Version an einem UT-4, rechts die neue an einem UT-5.

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Herzliche Grüße,

Olaf

PS.: Morgen melde ich mich wegen der Unterlagen - versprochen!

Guten Tag zusammen.

Vielen Dank für das interessante Thema und die Fotos der einzigartigen Exponate. Ich möchte ein Foto eines dreiachsigen Universaltisches von Fedorov (40er Jahre, UdSSR, Stiftung ,,Russische Halbedelsteine") hinzufügen.

Screenshot from 2025-02-10 23-21-03.jpg

Andere Tische aus meiner bescheidenen Sammlung sind zu sehen unter https://fedorovstage.ru

Hallo Fedorovstage,

das ist ja eine wirklich sehr beeindruckende Sammlung mit ungewöhnlichen Objekten! Ich beschäftige mich seit über 50 Jahren mit Drehmethoden (U-Tisch- und Spindeltisch-Methoden) und habe einige Deiner U-Tische noch nie gesehen. Besonders fasztiniert bin ich von dem Spindeltisch nach Feklichev. Den habe ich im Jahre 1978 persönlich in Novosibirsk getroffen und er hat mir das beeindruckende Gerät vorgeführt, das ich danach nie mehr gesehen habe.

Ich sammle selbst solche Instrumente intensiv und schicke einmal ein paar Informationen an die Email-Adresse.

Herzliche Greüße,

Olaf

PS: es gibt die gute Sitte, dass man sich in diesem Forum hier (https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?board=8.0) kurz vorstellt. Wenn man seinen Klarnamen nicht verwenden will tut's auch irgendein beliebiger Name. So kann man sich besser persönlich anreden.

Sagenhaft!!!

das ruft nach einem Buch von Olaf, hiermit schon mal vorbestellt 😀

Beeindruckte Grüße

Michael

Zitat von: olaf.med in Februar 11, 2025, 11:30:20 VORMITTAGHallo Fedorovstage

Hallo Olaf,
vielen Dank für den Brief und die wertvollen Informationen!

Feklichev V. G. erfand u.a. die Geräte PPM-1 und PPM-2 zur Bestimmung der Hauptbrechungsindizes von Mineralien. Ich habe das zweite Gerät, aber nicht das PPM-1. Aber ich habe ein Foto.

PS. Danke für den Hinweis, ich habe mich in dem Thread vorgestellt.

Hallo Anton, hallo Olaf ,

das abgebildete PPM-1 scheint mir auf der Basis der vergleichenden Messung des Brechungsindex eines bekannten Kristalls und dessen Orientierung mit einem zu bestimmenden Kristall zu beruhen. In der Mitte ,zwischen den Drehachsen sollte sich zu diesem Zweck eine Flüssigkeit-Zelle mit einer Immersion von bekanntem Brechungsindex befunden haben .

Vielen Dank fürs zeigen.
Jürgen

Lieber Jürgen,

Zitatdas abgebildete PPM-1 scheint mir auf der Basis der vergleichenden Messung des Brechungsindex eines bekannten Kristalls und dessen Orientierung mit einem zu bestimmenden Kristall zu beruhen. In der Mitte ,zwischen den Drehachsen sollte sich zu diesem Zweck eine Flüssigkeit-Zelle mit einer Immersion von bekanntem Brechungsindex befunden haben .

Trefflich beobachtet und gefolgert! Der von Feklichev erfunden Spindeltisch ist die Urform des Geräts mit internem Refraktometer. Ich habe Feklichev im Jahre 1978 anläßlich eines Kongresses in Novosibirsk getroffen und er hat mir diese Apparatur demonstriert. Ich war vorbehaltlos begeistert und habe beschlossen, dieses Prinzip weiterzuentwickeln. Daraus entstand der Mikro-Refraktometer-Spindeltisch mit dem eine um eine Größenordnung bessere Genauigkeit erzielbar ist.

Spindeltisch.jpg

Die wesentlichen Änderungen waren:

• Zusätzliche Drehachse, damit die feinjustierte Refraktometer-Spindel während der gesamten Messung ortsfest verbleiben kann.
• Goniometerköpfe als Halter für Refraktometer-Kristall und Objekt für Feinjustierung und kombinierte optische und röntgenographische Messungen.
  
• Heizbare Immersionszelle für die Lambda-T-Variationsmethode zur Brechungsindex-Bestimmung.
  
• Optimierung der Morphologie des Refraktometer-Kristalls: statt des einfachen Spaltrhomboeders Zuschleifen zu einem rotationssymmetrischen Körper ähnlich einer Bleistiftspitze.
  

Spindeltisch 2.jpg

Mit dem Mikro-Refraktometer-Spindeltisch waren so Genauigkeiten bei der Brechungsindex-Bestimmung bis zu ± 0,0003 möglich.

Herzliche Grüße,

Olaf

Mir ist zwar nur eine technische Zeichnung bekannt, aber A.G. Kolotushki hat einen Drehapparat mit 4 Immersionszellen erdacht. Er hat den Wechsel der Immersionen auf 4 Messbereiche vereinfacht. Die Literatur, in der ich ihn gefunden habe stammt aus 1970 und gibt als Referenz A. G. Kolotushkin:

,,Neue Geräte für die Kristalloptik und Petrographie
Forschung".
Verfahren von VIMS. M.-L., Gosgeolizdat,
aus dem Jahre 1940 an.

(https://www2.pic-upload.de/img/37473299/KolotushkiMKRSpindeltisch.jpg) (https://www.pic-upload.de/)

LG
Jürgen

Das zitierte Werk von 1940  ist ein Sammelband mit Aufsätzen verschiedener Autoren in russischer Sprache, auch von Kolotushkin.
Wen es interessiert kann den Band eine zeitlang aus meiner Dropbox herunterladen (c. 10MB mit OCR):
https://www.dropbox.com/scl/fi/5w66iaf3prv3agfr0mqnd/New_apparatus_1940.pdf?rlkey=387y5j65pcmslnkqdyjcrj2mu&dl=0 (https://www.dropbox.com/scl/fi/5w66iaf3prv3agfr0mqnd/New_apparatus_1940.pdf?rlkey=387y5j65pcmslnkqdyjcrj2mu&dl=0)

Grüße
Martin

Hallo Martin,

recht herzlichen Dank.

Die Abbildung dort zeigt eine Apparatur mit sogar 8 Küvetten.

LG
Jürgen

Das von Adobe Acrobat erzeugte OCR ist leider unterirdisch...