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Foren => Mikrofoto-Forum => Thema gestartet von: D.Mon in Februar 02, 2021, 00:38:38 VORMITTAG

Titel: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: D.Mon in Februar 02, 2021, 00:38:38 VORMITTAG
Hallo zusammen,

ich versuche seit einiger Zeit die Qualität meiner Fotos systematisch zu verbessern.
Dabei experimentiere ich unter anderem etwas gezielter mit schiefer Beleuchtungen in allen möglichen Variationen.
Die ersten vier Bilder sind mit dem 40x Objektiv entstanden, die letzten beiden mit dem 100x (mit dem ich bisher kaum Übung habe).
Die Proben stammen aus einem kleinen Glas, das ich im Sommer letzten Jahres in einer Waldpfütze gefüllt hatte.
Erstaunlich, dass nach Monaten mehr oder weniger achtlosen Herumstehens noch immer so viel Leben darin war.

Heute möchte ich mal einige aktuelle Ergebnisse zeigen.
Anmerkungen, Kritik und Verbesserungsvorschläge sind stets sehr willkommen.

Bild 1: Da muss man nicht viel dazu sagen, außer vielleicht, dass sich die Bildbearbeitung auf Weißabgleich, Belichtung/Kontrast, Reduzieren von Farbsäumen, Schärfen und etwas Entrauschen beschränkt hat. Keine Retusche.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures011/294486_63208015.jpg)


Bild 2: Hier liegt die Schärfeebene etwas höher. Mich würde interessieren, worum es sich bei den orangegelben Knötchen handelt. (Bildbearbeitung wie oben)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures011/294486_32001227.jpg)


Bild 3: Fokus auf das Räderorgan. Das Bild ist leider etwas verrauscht. Mehr korrigieren wollte ich nicht, weil es mir dann zu verwaschen wurde.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures011/294486_19575591.jpg)


Bild 4: Ein ganzer Kerl. Die Helligkeitgradienten hätte man wegshopen können, Die Bildwirkung gefällt mir aber, ehrlich gesagt, ganz gut. Ach ja, Alle Fotos sind ohne Blitz entstanden.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures011/294486_41962596.jpg)


Bild 5: Mit dem 100er Objektiv ergeben sich ganz neue Herausforderungen. Das Bild ist nicht wirklich scharf.
Mir gefällt aber, dass man die Cillien trotzdem einigermaßen deutlich erkennen kann, was für mich zumindest ein Teilerfolg war.
Auch hier und auf dem nächsten Bild ist noch deutliche Bildrauschen erkennbar.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures011/294486_42119052.jpg)


Bild 6: Hier sieht man außer den Cillien auch noch eine linienartige Struktur an der Oberfläche.
Wie gesagt, sind es meine ersten Versuche, mit dem 100x zu fotografieren. Da ist noch ziemlich viel Luft nach oben.
Dieses ist das einzige Bild, wo ich einige störende dunkle Flecken weggestempelt habe.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures011/294486_43527150.jpg)



Herzliche Grüße
Martin
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Michael in Februar 02, 2021, 09:18:46 VORMITTAG
Hallo Martin,

ich finde Deine Bilder (speziell die mit dem 40-ger) wirklich gut gelungen. Ich war schon immer ein Fan der schiefen Beleuchtung, da sie nicht so ein Lichtfresser ist wie DIK und man sich oft einen Blitz sparen kann. Leider erkauft man sich das meist mit einem Helligkeitsgradient, der aber bei einer guten Einstellung der schiefen Beleuchtung meist minimiert werden kann. Bei Deinen Bildern sind fast keine Farbsäume zu sehen, was für ein recht gutes Schieflicht spricht.
Bei den Bilder mit dem 100x ist fast kein Relief-Effekt zu sehen. Hier solltest Du noch an der Justierung der schiefen Beleuchtung arbeiten (auch die Schichtdicke ist für das 100x zu groß, aber das ist ein anderes Thema).
Je nach verwendetem Objektiv muss meist die schiefe Beleuchtung angepasst werden. Wie einfach das geht ist abhängig von der Art, wie Du das Schieflicht erzeugst. Vielleicht kannst Du über Deine Methode genauer berichten. Auch an das Objekt - bzw. die Details, auf die man es abgesehen hat - muss man meiner Erfahrung nach die Beleuchtung anpassen.
Zum Entrauschen verwende ich NeatImage - gibs auch kostenlos.

Gratulation und viele Grüße

Michael

Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Jürgen Boschert in Februar 02, 2021, 09:26:42 VORMITTAG
Hallo Martin,

auch ich finde Deine Bilder gelungen. Ein Helligkeitsgradient muss nicht negativ sein. Im fertigen Bild sollte das Licht von links oben kommen -es gab hierzu im Forum schon lange Beiträge, warum das so ist. Schon ein entsprechendes Drehen der Bilder reciht dazu oft schon, um ein gefälligeren Eindruck zu erzeugen.
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 02, 2021, 11:12:30 VORMITTAG
Hallo,

bei optimaler Einstellung der schiefen Beleuchtung gibt es keinen Helligkeitsgradienten im Bildfeld.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Michael in Februar 02, 2021, 11:53:17 VORMITTAG
Hallo Hubert,

dazu müsste aber die Blende für die schiefe Beleuchtung gerade an der Stelle der Aperturblende sitzen - oder sehe ich das falsch? Beim Leitz-Kondensor gibt es da noch eine zweite zugängliche Brennebene im Kondensor unter der Klapplinse, die sich für die Blende bewährt hat.

Viele Grüße

Michael
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 02, 2021, 12:11:06 NACHMITTAGS
Hallo Martin,

das ist richtig. Wobei sie nicht exakt an der Stelle der Aperhurblende sitzen muss. Mit zubehmender Abweichung nehmen die Ausleuchtungsinhomogenitäten zu und die Kontrollierbarkeit des Effektes ab.

Ich weiß nicht welches Miktoskop Du besitzt, aber beim alten Kondensor mit Klapplinse ist die optimale Lage wie beim entsprechenden Zeiss Kondensor unterhalb der Klapplinse, da befindet sich ja auch die Aperturblende.
Mir ist nicht klar von welcher 2. Brennebene Du sprichst. Die 2. wäre ja über dem Kondensor.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: D.Mon in Februar 02, 2021, 12:13:57 NACHMITTAGS
Hallo zusammen,

Danke für die Kommentare.
Was das Thema Farbsäume angeht, da habe ich aus Versehen unterschlagen, dass ich die teilweise in der Bildbearbeitung entfernt oder reduziert habe (ich habs jetzt oben ergänzt). War aber insbesondere bei den ersten vier Bildern kaum vorhanden.
Alles weitere später.

Viele Grüße
Martin
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: plaenerdd in Februar 02, 2021, 20:04:21 NACHMITTAGS
Hallo Martin,
auch mir gefallen besonders die ersten Bilder mit dem 40er Objektiv.
Zwei Bemerkungen:
-zu Deiner Frage in Bild 2: Das sind wahrscheinlich Fett-Tröpfchen.
-zu Bild 1. Die Beschriftung "Rotifera sp." ist so nicht üblich/zulässig. Der Zusatz "sp." für "species = Art" wird nur nach Gattungsnamen gebraucht, wenn man die Art nicht näher bestimmen kann (oder will). Die "Rotifera" haben jedoch den Rang eines Stammes!
Beste Grüße
Gerd
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Martin Kreutz in Februar 02, 2021, 20:47:31 NACHMITTAGS
Hallo Martin,

Deine Versuche mit der schiefen Beleuchtung sehen schon sehr gut aus! Ich habe dazu zwei Verbesserungsvorschläge:

- die Bilder sind überbelichtet. 2/3 oder gar eine Blende runter, würde ich sagen.
- auch wenn es vielleicht "nur" Testaufnahmen sind, ist die Schichtdicke viel zu hoch. Auf den ersten Fotos verschwinden Objekte schon in der Unschärfe. In Bild 3 verschenkst Du dadurch viel Auflösung, sonst wären die Cilien des Räderorganes besser aufgelöst.

Der Ciliat mit Ölimersion ist wahrscheinlich Saprophilus. Die KV liegt etwas exzentrisch terminal und Mundöffnung im ersten Viertel.

Du hast auf meinen "Schlamm-Beitrag" geantwortet, dass ich die Latte ziemlich hoch legen würde. Das ist gut so! Man braucht immer eine Latte, über die man springen will. Bis ich allerdings die Latte so hoch legen konnte, musste ich selbst über einige springen. Vor vielen Jahren habe ich ebenfalls mit schiefer Beleuchtung angefangen. Ich weiß nicht, ob Du diesen 10 Jahre alten Beitrag von mir kennst:

https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=4344.0 (https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=4344.0)

Wenn Du schreibst, dass Du versuchst Deine Bilder systematisch zu verbessern, so ist dies ein guter Ansatz. So habe ich es auch gemacht.

Schönen Abend

Martin
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: plaenerdd in Februar 02, 2021, 21:03:57 NACHMITTAGS
Hallo Martin ("D.Mon"),
Martins Schieflichblende hat ja als "Kreutzblende (https://de.wikipedia.org/wiki/Kreutzblende)" Eingang in Wekipedia gefunden, ich glaube Dank "Peter V."
Wie sieht Deine Schieflichttechnik aus?
Beste Grüße
Gerd
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: D.Mon in Februar 02, 2021, 23:17:05 NACHMITTAGS
Hallo nochmal an alle und Danke für die neuen Kommentare,

es freut mich ungemein, dass Euch die Bilder gefallen.
Eure Kommentare sind mir viel Wert und ich werde versuchen die alle zu beachten.
Den Vergleich von Martin Kreutz schiefe Beleuchtung vs. DIK kenne ich und er war mit ein Anreiz mal zu sehen, wie weit ich persönlich da mit meinem Motic komme.

Das Thema Schichtdicke ist in diesem und auch in anderen Threads ja mehrmals gefallen.
Ich muss gestehen, dass ich deren Wichtigkeit anfangs völlig unterschätzt habe.
Es ist ein Unterpunkt des Stichpunkts "Präparatvorbereitung" auf meiner systematischen Liste.
Ich kann mich vage an einen Kommentar von Martin erinnern, wo er meinte, dass 1.000 und mehr Versuche realistisch sind, bis man die richtige Wassermenge heraus hat.

Auf jeden Fall muss ich da noch viel üben.
Bei den Rädertierchen kommt die Schwierigkeit dazu, dass die bei mir immer Ihr Strudelorgan einklappen, wenn die Schichtdicke geringer wird.

Vielen Dank an Gerd für den Hinweis zur Beschriftung.
Ich bin halt kein Wissenschaftler und kenne mich da leider nur oberflächlich aus.

Danke an Martin zur Anregung bezüglich Belichtung.
Das fällt bei mir in das Stichwort "Umgang mit fotografischer Technik optimieren".
Ich fotografiere mit einer einfachen Ofenrohradaption.
Da habe ich keine Blende und mein Mikroskop hat keine LFB (Fixed Köhler).
Die ersten beiden Bilder sind mit 1/800 und ISO 200, die nächsten beiden mit 1/400 und ISO 400 aufgenommen.
Ich könnte z. B. die ISO-Werte reduzieren und/oder die Beleuchtung am Mikroskop herunter regeln.
Die letzten beiden Bilder habe ich wahrscheinlich zu stark in der Software aufgehellt (Stichwort: Umgang mit Bildbearbeitung verbessern).
Belichtungszeit war 1/4000 bei ISO 500.

Zur sB-Technik.
Den Wikipedia Artikel zur Kreutzblende kenne ich natürlich ebenso wie viele diesbezügliche Kommentare auf diversen Webseiten von privaten Mikroskopikern, entsprechenden Vereinen, Berichte zu irgendwelchen Treffen (u. a. am Bodensee) und an anderen Stellen. Ich habe mir auch den betreffenden Beitrag in der Zeitschrift Mikrokosmos herausgesucht. Ich habe viel Zeit darauf verwendet, im Internet Erfahrungsberichte und Erläuterungen zu studieren. Das hat mir so manches Aha-Erlebnis beschert.

Ich habe mindesten fünf Methoden entdeckt, wie ich an meinem Motic eine schiefe Beleuchtung erzielen kann. Ausgerechnet die berühmte Kreutzblende oder andere Blenden kann ich nur schwer einsetzen, da ich nichts habe, wo ich die befestigen oder ablegen könnte.

Bei den Bildern oben habe ich die Beleuchtung im Stativfuss unterhalb der Mattscheibe aus der Mitte gezogen.
Eigentlich hatte ich mir nicht besonders viel davon versprochen und war sehr überrascht, dass es überhaupt funktioniert und wie stark sich die Bildgebung verändert. Interessant ist auch, dass damit auch bei Objektiven mit kleiner Vergrößerung kein Dunkelfeldeffekt eintritt.

Viele Grüße
Martin
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: D.Mon in Februar 02, 2021, 23:18:51 NACHMITTAGS
- doppelt -
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Marcus_S in Februar 03, 2021, 00:31:03 VORMITTAG
Moin Martin!

Eine Anregung: ist an Deinem Motic-Kondensor nicht eine querliegende Öffnung (evtl. mit einem Leerschieber verschlossen?) zum Einfädeln eines Phasenkontrast-Blendenschiebers vorhanden? Sieht zumindest auf den Produktfotos so aus. So einen Einschubschacht könnte man doch sicher auch mit einer Schieflicht-Blende verzieren (anstelle eines Phasenblendenschiebers). Oder ist das schon eine der fünf Möglichkeiten?

Zumindest mit meinem Oly-Kondensor gibt das dann (also mit einer Schieflicht-Blende anstelle einer Phasenblende) eine mich sehr erfreuende schräge Beleuchtung. Ich habe in die Revolverscheibe des Kondensors eine 120 Grad offene und eine 240 Grad offene Sektorblende eingesetzt (die eine für härteren Kontrast, die andere für mehr Licht).


Viele Grüße von

Marcus
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: D.Mon in Februar 03, 2021, 09:54:23 VORMITTAG
Hallo Markus,

ich wollte meine letzte Antwort mit der Beschreibung der Methoden nicht noch länger werden lassen.

ich besitze den Dunkelfeldschieber, für diesen Schlitz.
Da kann ich von der anderen Seite her einen schwarzen Folienstreifen mit Pfeil an der Spitze einführen.
Damit kann man eine ansehnliche schiefe Beleuchtung erzeugen.
Der Vorteil dieser Methode ist, dass man den Pfeil während der Beobachtung hin und her schieben und damit das Ergebnis beeinflussen kann.
Mit dem Pfeil bekomme ich auch ein ordentliches Dunkelfeld hin.
Ich denke diese Technik ist allgemein bekannt und sie hat sich auch bei mir bewährt.
So habe ich angefangen.

Wenn ich den DF-Schieber weiter hineinschiebe, als eigentlich vorgesehen, kann ich mit entsprechender Kondensoreinstellung auch ohne Pfeil eine gewisse sB erzeugen.
Da lässt sich nur über den Kondensator und die Lichtintensität etwas manipulieren, man bekommt aber recht schöne Ergebnisse hin.
Mit Zwischenstellungen beim Hineinschieben habe ich dagegen bisher keine besonders schönen Ergebnisse erzielt.
Nachteil dieser Technik ist, dass ich oft relativ ausgeprägte Farbsäume bekomme, die zwar beim Beobachten kaum stören, in den vergrößerten Fotos und gerade nach Anpassung der Belichtung und des Kontrastes sehr intensiv zutage treten können.
Man bekommt die in der digitalen Nachbearbeitung weg, wenn man es ordentlich machen will, steckt da aber viel Arbeit drin.

In den Ausschnitt für die eigentliche HF-Position, kann ich Blenden, unter anderem eben auch eine Halbmond-Blende einklemmen.
Theoretisch könnte ich damit unterschiedlichste Dunkelfelder erzeugen.
Das Problem dabei ist nur, dass ich die zuschneiden und einbringen muss, dann aber keinerlei Einfluss mehr darauf habe.
Da aber bereits kleinste Veränderungen über die Qualität des Ergebnisses entscheiden, ist das wie eine Suche der Nadel im Heuhaufen.
Ich hab das nicht aufgegeben, aber erst mal zurückgestellt.
Außerdem sehe ich da auch die Möglichkeit eine Rheinberg-Beleuchtung zu erzeugen (steht noch auf meiner 2do-Liste).

Die nächste Möglichkeit kann man in mehreren Varianten einsetzen.
Ich habe mir eine LED mit Vorwiderstand an eine Büroklammer gelötet und an einen Labortrafo angeschlossen.
Die kann ich anstelle der Hauptbeleuchtung unterhalb der Mattscheibe einführen und durch Hin- und Herschieben sowie Drehen unterschiedliche Beleuchtungseffekte erzielen.

Da will ich mir ohnehin noch etwas Besseres basteln, weil ich bei Zeitrafferaufnahmen (z. B. von Amöben) immer das Problem habe, dass das Motic nach 15 Minuten einen Sparmodus für die Beleuchtung aktiviert, den man nicht abschalten kann. Der Sparmodus kann auch manuell eingeschaltet werden und hat sich bisher als Vorteil bei meinen Blitzversuche erwiesen, wo er als sehr gedämpftes Pilotlicht dient.

Meine selbst gebastelten LED-Leuchte kann ich auch zwischen Mattscheibe und Kondensor verwenden um eine sB zu erzeugen oder den Kondensor herausziehen und mit der Leuchte unmittelbar unter dem Präparat herumfuchteln. Es ist zwar sehr banal, aber obwohl der Kondensor dann fehlt, bekommt man überraschend gute und sehr variable Abbildungen.

Die Spielerei mit der LED-"Handleuchte" eröffnet ein weites Experimentierfeld.
Bisher habe ich damit nur herumprobiert.
Den Nachteil sehe ich darin, dass die Ergebnisse kaum reproduzierbar sind.
Ein Vorteil ist, dass ich damit auch einfach eine recht ordentliche Auflichtbeleuchtung bis zum 10x Objektiv hinbekommen kann.
Darüber wird es wegen des geringen Arbeitsabstands zumindest mit der 5mm LED etwas schwieriger.

Viele Grüße
Martin
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Marcus_S in Februar 03, 2021, 19:21:33 NACHMITTAGS
Moin Martin,

danke für Deine ausführlichen Erklärungen. Nun wird mir das etwas klarer. Ich habe aus Deinem ersten Text nicht wirklich verstanden, daß Du an offenbar allem, was sich verstellen läßt, auch rumprobiert hast. Daher also auch die mindestens fünf Möglichkeiten... Find ich prima. Hauptbeleuchtung ausbauen und mit einer "Handleuchte" beleuchten finde ich aber auch originell.

Wenn die Positionierung der Schieber im "Kondensorzubehörschacht" derart kritisch ist, dann hülfe für eine einigermaßen reproduzierbare Schrägbeleuchtung vielleicht ein eigener "nachgebastelter" Schieber, der (nach der Art des Phasenkontrastschiebers) einen justierbaren Schräglicht-Blendeneinsatz hat.


Und vielleicht inspiriert das mal irgendwann irgendwen: anbei ein Bildchen, wie es derzeit bei mir im Kondensorrevolver aussieht: (1) DF-Blende, (2) Ph2, (3) "240"-Grad-SB-Blende, (4) 120 Grad-SB-Blende, (5) Hellfeld. Blenden aus Alu schnell zurechtgepfuscht und mit Abtönfarbe angemalt.
Und als blöde Idee: wenn man sich sowas wie LED-Fassungen zum auf-den-Lichtaustritt stellen oder einen Leerschieber zum Ausprobieren (also nicht als erdbebenfeste Dauerlösung) zusammenhäkeln will: ich habe neulich mal mit "FIMO professional" (ist kein Witz!) rumgespielt. Das Zeug könnte für verschiedene Hilfskonstrukte durchaus zu gebrauchen sein und ist nach dem Aushärten auch noch schnitzbar. Für Prototypen vielleicht eine Überlegung wert. Gibt's sogar in schwarz.


Viele Grüße von

Marcus

Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: D.Mon in Februar 03, 2021, 20:56:09 NACHMITTAGS
Hallo nochmal,

ich werde bestimmt irgendwann mal mit unterschiedlichen Blenden weiter experimentieren.
Anregungen zu möglichen Formen gibt es z. B. hier (https://www.ebay.de/itm/28x-Dunkelfeldblende-Schragbeleleuchtung-31-7-mm-Mikroskop-Dunkelfeld-32mm-Set/323523667421?hash=item4b538365dd:g:s5YAAOSwXQpevZu8).

Gruß
Martin
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 04, 2021, 08:08:48 VORMITTAG
Hallo Martin,

ZitatAnregungen zu möglichen Formen gibt es z. B. hier
meine persönliche Meinung: Viele dieser Blendenformen sind wenig sinnvoll sofern man nicht ausschließlich auf realitätsverzerrende "Show"-Effekte aus ist.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: D.Mon in Februar 04, 2021, 12:35:00 NACHMITTAGS
Hallo Hubert,

das habe ich mir schon gedacht.
Was soll beispielsweise der Mercedesstern bringen.
Ich vermute mal, von den 28 Stück sind nicht viel mehr als fünf brauchbar.
Ich lass mich aber auch gerne eines besseren belehren, wenn jemand andere Erfahrungen hat.

Viele Grüße
Martin
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 04, 2021, 12:57:32 NACHMITTAGS
Hallo Martin,

man muss es aus Sicht der Physik/Optik her sehen und darf nicht das Pferd von hinten aufzäumen. Es gibt bekannte brauchbare, erprobte Blenden für das Verfahren "Schiefe Beleuchtung".  ;)
Es geht ja umgekehrt auch niemand (?) her und blendet bei normaler Hellfeldbeobachtung die Aperturblende beliebig ringförmig ab um einfach nur ein anders aussehendes Bild zu erzielen.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lumi in Februar 04, 2021, 23:30:33 NACHMITTAGS
also ich stehe auf realitätsverzerrende "Show"-Effekte
Hallo Martin,
deine Fotos sind doch genial, viel mehr wirst du aus der schiefen Beleuchtung nicht mehr heraus bekommen. Ich arbeite auch mit solchen Blenden wie in deinem Link, ich kann sie mir selbst ausdrucken, aber am liebsten arbeite ich mit der Blende mit ca. 18mm Punkt mittig, da bekommt man beim Einfahren des Blendenschiebers ziemlich alle Lichteffekte.

Grüße
Franz
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: D.Mon in Februar 06, 2021, 07:25:42 VORMITTAG
Hallo zusammen,

ich denke, eine gewisse Experimentierbereitschaft ist genauso sinnvoll und legitim, wie das Zurückgreifen auf bewährte Ansätze.
In die Diskussion, wie realitätsnah die schiefe Beleuchtung möchte ich gar nicht einsteigen.


Hier habe ich jedenfalls zwei Beispiele meines aktuellen Arbeitsstandes.
Inzwischen gelingt es mir wenigsten Ansatzweise, die Schichtdicke etwas besser zu kontrollieren.
Ich bin aber immer noch nicht zufrieden und muss wohl insgesamt noch viel üben.
beim Anklicken des kleinen x öffnen sich di Bilder in höherer Auflösung.

Hier ein Beispiel mit dem 40x. x (https://www.chaos-net.de/webimages/foren/mikrochaos/210206/210205-Heuaufuss_sB-hr-01.jpg)
Ich vermute, dass es sich um Colpoda cucullus handelt.
Wenn ich ich mehr Wasser absauge, nimmt der Cilliat die Form eines Pfannkuchens ein,

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures011/294828_43527150.jpg)


Hier ein weiterer Versuch mit dem 100x x (https://www.chaos-net.de/webimages/foren/mikrochaos/210206/210206-Heuafguss_sB_100-hr-01.jpg)
Damit tu ich mich noch besonders schwer.
Die Bilder wollen oft einfach nicht richtig scharf werden.

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures011/294828_36849274.jpg)

Beide Proben stammen aus einem Heuaufguss.

Viele Grüße
Martin

Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 06, 2021, 09:21:11 VORMITTAG
Hallo Martin,

ZitatIn die Diskussion, wie realitätsnah die schiefe Beleuchtung möchte ich gar nicht einsteigen
da hast Du mich falsch verstanden. Die schiefe Beleuchtung ist m.E. ein gutes Phasenkontrastverfahren, es ist so realitätsnah wie eben die Darstellung des Phasenverlaufes in der Praxis sein kann. Ich wende mich nur dagegen, dass durch andere willkürliche, also physikalisch nicht zu begründende Eingriffe mit Blenden in die Objekt-Beugungsbildverteilung falsch zu interpretierende Strukturen entstehen, d.h. das Bild durch Artefakte dominiert wird.

Ich versuche vielleicht demnächst mit einen Beitrag die beugungstheoretischen Auswirkungen von Aperturblenden bzw. der dadurch verursachten Objekt-Beleuchtungsverteilung auf das Bild qualitativ darzustellen. Man kann das recht gut durch numerische Berechnungen simulieren. Irgendwie wundere ich mich schon dass die zahlreichen Veröffentlichungen zur schiefen Beleuchtung oder verwandte Beleuchtungsvariationen in mikroskopischen Zeitschriften oder auch im Internet sehr oberflächlich bleiben.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: plaenerdd in Februar 06, 2021, 09:27:25 VORMITTAG
Hallo Martin,
das sind schon recht schöne Bilder. Das mit dem 40er gefällt mir am besten. Auch die Form, wie Du die Bilder präsentierst (Rand und Schattierung, Maßstab und Beschriftung) finde ich sehr ansprechend.
Beste Grüße
Gerd
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: jcs in Februar 06, 2021, 09:52:27 VORMITTAG
Hallo Martin,

das sind doch tadellose Aufnahmen, finde ich! Mit welcher Software gibst Du die Skalenbalken und Texte in die Bilder?

LG

Jürgen
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: D.Mon in Februar 07, 2021, 09:01:54 VORMITTAG
Hallo zusammen,

es freut mich, wenn Euch die Bilder gefallen.
Ich denke trotzdem, dass ich die Leistungsgrenze meiner Ausrüstung noch nicht ausgeschöpft habe.

Die Beschriftung und Maßstäbe mache ich in Photoshop.
Die Maßstäbe kann man mit Bild > Analyse einfügen, nachdem man die Objektive ein mal ausgemessen hat.
Ich schneide da meistens in der Dicke etwas ab, im Original sind mir die zu fett.

Die Farbe der Beschriftung wähle ich immer so, dass Sie zur Farbananmutung des gesamten Bildes passt.
Ich versuche auch meist die Textgrößen, Abstände etc. so zu skalieren, dass das immer gleich groß ist und an der selben Stelle sitzt.
Das Bildseitenverhältnis von 16:9 nehme ich, weil ich die Bilder auch hin und wieder mit Familie und Freunden am Fernseher ansehe.
Da mag ich es, wenn die Beschriftung nicht von Bild zu Bild "springt".

Die Schatten sind eigentlich ein Anachronismus.
Das war im Webdesign der späten Neunziger mal in.
Ich mag sie trotzdem und hab mir ein Makro für die Rahmen und Schatten gebastelt.

Viele Grüße
Martin

PS:
ZitatIch versuche vielleicht demnächst mit einen Beitrag die beugungstheoretischen Auswirkungen von Aperturblenden bzw. der dadurch verursachten Objekt-Beleuchtungsverteilung auf das Bild qualitativ darzustellen.

Das wäre sicher sehr interessant, zumal der schiefen Beleuchtung von manchen Mikroskopikern nachgesagt wird, die Ergebnisse seien nicht reproduzierbar und sie sei daher als "unwissenschaftlich" abzulehnen. Darauf bezog sich eigentlich auch mein obiger Kommentar.
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 07, 2021, 10:30:32 VORMITTAG
Hallo Martin,

Zitat.... zumal der schiefen Beleuchtung von manchen Mikroskopikern nachgesagt wird, die Ergebnisse seien nicht reproduzierbar und sie sei daher als "unwissenschaftlich" abzulehnen.
das ist insofern teilweise begründet als der Begriff "schiefe Beleuchtung" nicht genau definiert ist und sehr unterschiedlich gebraucht wird. Aber es gibt unter Praktikern eigentlich Konsens über die Gestaltung der optimalen "schiefen Beleuchtung", und die damit erzielten Ergebnisse sind nicht weniger reproduzierbar als die anderer Verfahren. Auch DIK gibt es herstellerabhängig mit Variationen.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: jcs in Februar 07, 2021, 11:01:11 VORMITTAG
Zitat von: Lupus in Februar 06, 2021, 09:21:11 VORMITTAG

Ich versuche vielleicht demnächst mit einen Beitrag die beugungstheoretischen Auswirkungen von Aperturblenden bzw. der dadurch verursachten Objekt-Beleuchtungsverteilung auf das Bild qualitativ darzustellen. Man kann das recht gut durch numerische Berechnungen simulieren. Irgendwie wundere ich mich schon dass die zahlreichen Veröffentlichungen zur schiefen Beleuchtung oder verwandte Beleuchtungsvariationen in mikroskopischen Zeitschriften oder auch im Internet sehr oberflächlich bleiben.
Das fände ich auch spannend. Was mikroskopische Bildgebung anbelangt, schummeln sich da viele Literaturstellen über einige Klippen hinweg, was ich sehr verwirrend finde. Mit moderenen Softwaretools und Konzepten der Fourieroptik kann man das heute sicher konsistent und anschaulich darstellen. Hier nur ein kleines Beispiel, wie man die Auswirkung der Blende auf das finale Bild mit Mathematica darstellen kann (Martin, ich hoffe es stört Dich nicht, wenn ich hier mit einem Bild reingrätsche).

LG

Jürgen

Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Herbert Dietrich in Februar 07, 2021, 11:09:47 VORMITTAG
Hallo Jürgen,

hilf mir, ich versteh den Sinn der Bildveränderung nicht.
Was soll das zweite Bild aussagen?

Herzliche Grüße

Herbert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: D.Mon in Februar 07, 2021, 11:28:36 VORMITTAG
Halo Dietrich,

ich verstehe das so, dass beim Verändern der Blende die Auflösung abnimmt, weil Teile der bildgebenden Beleuchtung ausgeblendet werden.
Vielleicht liege ich aber völlig daneben.

Gruß
Martin
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: witweb in Februar 07, 2021, 11:33:39 VORMITTAG
Hallo Martin,

sehr interessant deine Experimente mit schiefer Beleuchtung!
Vielleicht schaust du dir mal den Beitrag Darkfield Adapter for Whole Slide Imaging (https://www.photomacrography.net/forum/viewtopic.php?f=25&t=42071) an? Sehr inspirierend, incl. der weiterführenden Links und Daten für 3D-Druck auf thingiverse.com.
Ich hatte mir das auch schon mal vorgenommen, bin aber irgendwie wieder davon abgekommen. Na mal sehen, ist ja eigentlich kein Riesending.

Beste Grüße

Michael

Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: deBult in Februar 07, 2021, 12:01:38 NACHMITTAGS
Zitat von: Lupus in Februar 06, 2021, 09:21:11 VORMITTAG
Ich versuche vielleicht demnächst mit einen Beitrag die beugungstheoretischen Auswirkungen von Aperturblenden bzw. der dadurch verursachten Objekt-Beleuchtungsverteilung auf das Bild qualitativ darzustellen. Man kann das recht gut durch numerische Berechnungen simulieren. Irgendwie wundere ich mich schon dass die zahlreichen Veröffentlichungen zur schiefen Beleuchtung oder verwandte Beleuchtungsvariationen in mikroskopischen Zeitschriften oder auch im Internet sehr oberflächlich bleiben.

Hubert

Yes please a in depth clarification would interest me as well.

Best, Maarten
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: jcs in Februar 07, 2021, 13:56:42 NACHMITTAGS
Zitat von: Herbert Dietrich in Februar 07, 2021, 11:09:47 VORMITTAG
hilf mir, ich versteh den Sinn der Bildveränderung nicht.
Was soll das zweite Bild aussagen?
Hallo Herbert,

das Objektiv ist ein Tiefpassfilter, der (je nach num. Apertur) die höheren Frequenzen in der rückwärtigen Brennebene des Objektivs entfernt, wodurch das Bild verschwommener wird im Vergleich zum Objekt. In meinem Beispiel habe ich eine quadratische Blende simuliert, indem ich das Frequenzspektrum beschnitten habe. Das Ergebnis sieht man dann im zweiten Bild.

Im Prinzip ist das Beispiel eine Software-Alternative für einen Zeiss-Diffraktionskasten.

LG

Jürgen
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Herbert Dietrich in Februar 07, 2021, 14:29:23 NACHMITTAGS
Hallo Jürgen,

aber was willst Du damit über den Sinn und Wert der "schiefen Beleuchtung" sagen?
Die schief Beleuchtung erhöht doch das Auflösungsvermögen eines Objektivs, mit der schiefstmöglichen Beleuchtung
wird die Auflösung verdoppelt.
Was willst Du mit Deiner Darstellung ausdrücken? Das Bild seh'. ich wohl, allein ich verstehe es nicht zu deuten
Ich stehe da auf dem Schlauch.

Herzliche Grüße
Herbert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: jcs in Februar 07, 2021, 15:56:37 NACHMITTAGS
Hallo Herbert,

das Bild sagt noch nichts über schiefe Beleuchtung. Dazu müsste man das Fourierspektrum in Bezug auf die Blende verschieben, dann wird man auch die doppelte Auflösung sehen (Bild wird schärfer). Ich wollte das nur schnell zeigen als Ansatzpunkt, wie man dem Thema methodisch auf den Grund gehen könnte. Vieleicht kann man da ja einmal einen eigenen Thread dazu machen, ich will da nicht den Platz in Martins Bilder-Thread kapern.

LG

Jürgen
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 07, 2021, 17:35:57 NACHMITTAGS
Hallo,

Zitatdann wird man auch die doppelte Auflösung sehen (Bild wird schärfer)
das mit der doppelten Auflösung ist ein Mythos. Richtig ist nur, dass bei einem reinen Phasenobjekt dann überhaupt erst Strukturen zu sehen sind, die bei symmetrischem Durchlicht mangels Kontrast nicht gesehen werden können. Bei den häufigen Objekten, die eine Mischung aus Phasenobjekt und Amplitudenobjekt sind (oder sehr starke Phasenobjekte bei denen die optische Brechung dominiert), kann der Kantenkontrast erhöht werden und in diesem Fall erhöht sich ggfs. auch die Auflösung. Aber nicht auf die doppelte Auflösung, das beruht auf dem Missverständnis dass angeblich die Beugungsordnung mit doppeltem Beugungswinkel noch vom Objektiv eingefangen werden kann.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: jcs in Februar 07, 2021, 18:43:08 NACHMITTAGS
Hallo Hubert,

wenn man sich das Video anschaut, bei ca. 41:00

https://www.youtube.com/watch?v=60_jgZtyR6U (https://www.youtube.com/watch?v=60_jgZtyR6U)
sieht man doch genau diesen Effekt, oder? Durch eine schräge Beleuchtung rücken die die Beugungsaxima von einer Seite wieder in die Apertur, und die Struktur wird aufgelöst.

Die Frage ist natürlich immer, in Bezug auf welche Beleuchtung sich die Auflösung bei schiefer Beleuchtung verdoppelt. Der Faktor 2 im Nenner der Abbe-Formel für eine Köhlerbeleuchtung kommt doch genau von dem schiefen Anteil, mit dem der Kondensor beleuchtet. Da hätte ich dann auch keine Verdopplung im Vergleich zu einer rein schiefen Beleuchtung. Oder verstehe ich das falsch?

Jürgen
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Herbert Dietrich in Februar 07, 2021, 19:18:40 NACHMITTAGS
Hallo Hubert,

der Heinz Appelt schreibt aber nix von Mythos.
Nachzulesen in Heinz Appelt, Einführung in die mikroskopischen Untersuchungsmethoden
1. Auflage  März 1950 Seite 8   1.5 Die Änderung der Auflösungsvermögens der Objektive durch schiefe Beleuchtung

Herzliche Grüße

Herbert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 07, 2021, 21:58:51 NACHMITTAGS
Hallo Jürgen,

das ist das gleiche Missverständnis das es bereits zwischen Abbe und der britischen Royal Society seit seiner Veröffentlichung 1873 gab. Aus experimentellen und didaktischen Gründen werden diese Teile der berühmten Abbeschen Demonstrationsexperimente mit quasi parallelem Licht, also einer beleuchtenden ebenen Welle durchgeführt. Dadurch lassen sich die Beugungsmaxima in der hinteren Objektivbrennebene sauber trennen. Man wusste aber damals aus langjähriger Erfahrung bereits, dass die maximale Auflösung nur dann erreicht wird wenn die NA der Beleuchtung gleich der NA des Objektives ist (also gerade keine ebene Welle) und zweifelte aus diesem Grund an der Theorie. Es existiert aus dieser Zeit ein intensiver Schriftwechsel zwischen Abbe und der Royal Society zur Klärung dieses Widerspruches. Im Video wird übrigens etwa nach Minute 28 von der Lochblende im Kondensor gesprochen um diese Welle geringer Divergenz zu erzeugen.

Die normale, optimale Durchlichtbeleuchtung enthält also alle Winkel jeder möglichen schiefen Beleuchtung innerhalb der Aperturblendenfläche und das Objektiv sammelt somit auch alle maximalen Beugungsordnungen. Somit besteht kein grundsätzlicher Auflösungsvorteil der schiefen Beleuchtung.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 07, 2021, 22:05:07 NACHMITTAGS
Hallo Herbert,

Zitatder Heinz Appelt schreibt aber nix von Mythos.
warum soll Heinz Appelt etwas vom Mythos schreiben wenn er vielleicht nichts darüber weiß? Ich kenne das Buch nicht. Was schreibt er denn konkret? Nicht alles was in Sekundärliteratur steht muss man unbesehen glauben.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: jcs in Februar 07, 2021, 23:29:33 NACHMITTAGS
Zitat von: Lupus in Februar 07, 2021, 21:58:51 NACHMITTAGS

Die normale, optimale Durchlichtbeleuchtung enthält also alle Winkel jeder möglichen schiefen Beleuchtung innerhalb der Aperturblendenfläche und das Objektiv sammelt somit auch alle maximalen Beugungsordnungen. Somit besteht kein grundsätzlicher Auflösungsvorteil der schiefen Beleuchtung.

Hubert
Hallo Hubert,

deshalb habe ich ja auch oben geschrieben, dass klar formuliert werden muss, womit man vergleicht. Die "normale" Köhler'sche Beleuchtung mit Kondensor hat ja genau deshalb eine hohe Auflösung, weil sie bei geöffneter Apertur einen hohen Anteil an Schieflicht hat. Den Auflösungsgewinn der schiefen Beleuchtung hat man nur im Vergleich zu einer rein zentralen Beleuchtung.

Ich geb Dir auch recht, dass viele Darstellungen da etwas salopp sind, was bei mir aktuell beim Lesen diverser Literaturstellen immer wieder Verwirrung erzeugt.

Ein weiterer Punkt, der in meinen Augen vielfach inkonsistent beschrieben wird, ist das Thema Kohärenz (kritische Beleuchtung, Köhler, Fluoreszenz, ...). Mich interessiert das gerade, und je mehr Literatur ich mir anschaue, desto größer wird teilweise die Konfusion.

Jürgen
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 08, 2021, 00:07:53 VORMITTAG
Hallo Jürgen,

Zitatdeshalb habe ich ja auch oben geschrieben, dass klar formuliert werden muss, womit man vergleicht.
es macht doch wenig Sinn, einen Sonderfall der Mikroskopbeleuchtung mit der Auflösung der schiefen Beleuchtung zu vergleichen, die ja ebenfalls ein spezielle Anwendung ist.
Zitat... und je mehr Literatur ich mir anschaue, desto größer wird teilweise die Konfusion.
Das ist für mich immer ein Zeichen dafür dass der Autor nicht über sein Kernfachgebiet schreibt.  ;)

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Herbert Dietrich in Februar 08, 2021, 09:56:45 VORMITTAG
Hallo Hubert,

hier die entsprechende Seite aus dem erwähnten Buch von Heinz Appelt

Herzliche Grüße

Herbert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Jürgen H. in Februar 08, 2021, 10:21:42 VORMITTAG
Hallo liebe schiefe Beleuchter,

vielleicht seh ich ja etwas schief.Aber M.E. ist es ganz klar so,  dass mit der schiefen Beleuchtung das Hauptmaximum an den Rand des Gesichtsfeldes gelangt und dadurch Nebenmaxima auf der anderen Seite des Gesichtsfeldes in die Bildentstehung mit einfließen. So werden - einseitig Nebenmaxima mit verwertet - und  Präparatstrukturen sichtbar. Der Preis ist aber, dass auf der anderen Seite des Gesichtsfeldes Nebenmaxima wegfallen, die ohne schiefe Beleuchtung mit in das Bild eingeflossen wären. Deshalb dient der große Abbesche Apparat doch dazu, den exzentrisch gestellten Kondensor um die Lichtachse drehen zu können, um nacheinander alle Nebenmaxima abrufen zu können, was aber eben nur nacheinander möglich ist.

Schöne Grüße

Jürgen
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Jürgen Boschert in Februar 08, 2021, 10:26:08 VORMITTAG
Hallo Jürgen,

klarer kann man das nicht ausdrücken; genau so isses. Durch das Verschieben kommt es im Vgl. zur zentrischen Beleuchtung eben doch zu einer Erhöhung der Auflösung. Das wird aber mit einem erheblichen Azimuteffekt erkauft, weswegen der Abbe´sche Belecuhtungsapparat auch mit drehbar gelagerter Irisblende ausgestattet war, sodass man sozusagen das Objekt aus allen Richtungen betrachten konnte.
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 08, 2021, 11:37:55 VORMITTAG
Hallo Herbert,

die Formulierungen im Buch sind richtig falls man nicht extrem pedantisch ist und davon absieht dass nicht das Auflösungsvermögen des Objektives sondern des Mikroskopes vergrößert wird.  ;)

Wenn allerdings diese Beschreibung alles zu dem Thema ist und nicht an anderer Stelle ergänzt wird, dann bleibt sie zumindest irreführend und mangelhaft. Es geht bei der Beschreibung um die Unterscheidung zwischen achsparallel und schräg zur Achse einfallenden Strahlen(bündel). Einzelne Strahlenbündel sind aber keine vollständige Mikroskopbeleuchtung. Die sog. "schiefe Beleuchtung" als Beleuchtungsverfahren besteht genauso wie die normale Hellfeld-Durchlichtbeleuchtung aus bildlich gesprochen einem "Strauß" von Strahlenbündeln verschiedenster Neigung von achsparallel bis hin zur numerischen Apertur des Objektives. Einziger Unterschied der schiefen Beleuchtung zur normalen Beleuchtung: Die Strahlenbündel sind unvollständig weil sie nur einen Teil des 360° Azimutwinkels ausleuchten (je nach Blendenform), also nur unsymmetrisch bezüglich der optischen Achse vorhanden sind.

Folglich hat die "schiefe Beleuchtung" kein höheres Auflösungsvermögen als die normale (vollständige) Beleuchtung, weil auch bei letzterer die gleichen höchst möglichen Beugungsordnungen ins Objektiv gelangen. Aber wie ich schon beschrieben habe, als Phasenkontrastverfahren hat es natürlich die entsprechenden Vorteile gegenüber symmetrischer Hellfeldbeleuchtung, die da meist kein ausreichend kontrastreiches Bild erzeugt.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Jürgen H. in Februar 08, 2021, 13:49:22 NACHMITTAGS
Hallo Hubert,

wir sollten uns darauf einigen, was wir mit schiefer Beleuchtung meinen. Soll das Hauptmaximum an den Rand des Gesichtsfeld verschoben werden, oder soll nur ein Teil der Nebenmaxima durch eine Blende herausgefiltert werden.  Im zweiten Fall ist selbstverständlich, dass die Auflösung an keiner Stelle verbessert werden kann, sondern allenfalls der Kontrast.

Schöne Grüße

Jürgen
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 08, 2021, 15:06:21 NACHMITTAGS
Hallo Jürgen,

Zitatwir sollten uns darauf einigen, was wir mit schiefer Beleuchtung meinen
das ist sicherlich sinnvoll, wobei ich diesen Thread i.V. mit den Fotobeispielen so interpretiere, dass es um eine optimale Darstellung von Phasenobjekten geht, also um die beste Blendenform dafür.
ZitatSoll das Hauptmaximum an den Rand des Gesichtsfeld verschoben werden
Was verstehst Du unter Hauptmaximum? Das klingt als hättest Du wieder das Abbesche Beugungsexperiment vor Augen. Ein isoliertes zentrales Maximum (also die Beugung nullter Ordnung) gibt es nur, wenn man das Objekt nur mit einer ebenen Welle oder zumindest einem Lichtbündel sehr geringer Divergenz beleuchtet. Und das erzielt man bei der Normalkonstellation einer Kondensorbeleuchtung nur durch eine nahezu auf den kleinsten Durchmesser zugezogenen Aperturblende, egal wohin die dann verschoben wurde.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Jürgen Boschert in Februar 08, 2021, 17:09:11 NACHMITTAGS
Hallo Hubert,

ich gehe nicht davon aus, dass Du die Abbe´schen Beugungsexperimente nun grundsätzlich in Frage stellen willst; denn immerhin geben sie uns durch genau definierte Vorgaben die Möglichkeit, was genau bei der Bildentstehung geschieht zu verstehen.

Und sie zeigen uns auch ganz klar, dass durch eine einseitig schiefe Beleuchtung das Auflösungsvermögen gesteigert wird. Durch Verschieben des Kondensors nach einer Seite wird das Hauptmaximum (0. Ordnung) an eine Seite der Austrittspupille verschoben; viel entscheidender ist jedoch, dass nun Nebenmaxima an der Bildentstehung mitwirken können, die bei gerader Beleuchtung durch die Begrenzung der Austrittspupille durch den Öffnungswinkel des Objektives nicht zur Wirkung kommen. Etwas überspitzt kann man formulieren, dass durch Verschieben des Maximums 0. Ordnung an den Rand in einer Richtung nicht nur der halbe Öffnungswinkel des Objektives, sondern der ganze zum Tragen kommt, die Auflösung damit verdoppelt wird; wie objektähnlich dann noch die erzielte Abbildung ist, steht auf einem anderen Blatt (solange wir das Maximum 0. Ordnung nicht auch noch ausblenden, sollte die Abbildung durchaus noch objektähnlich sein. Es ist gleichsam so, als hätten wir das Objektiv durch eines mit doppelter NA ersetzt, dann aber die Austrittspupille mittig halbiert.
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: junio in Februar 08, 2021, 19:07:11 NACHMITTAGS
Hallo Hubert, Jürgen H. und Jürgen B.,

selbstverständlich verfolge ich die spannende Diskussion zum Thema der schiefen Beleuchtung.
Ich habe mir gerade noch einmal ein Gitter angesehen. Beim Verschieben der kleingezogenen Aperturblende ist der von den "Jürgens" geschilderte Effekt nachzuvollziehen, aber was passiert beim Öffnen der seitlich verschobenen Aperturblende auf Arbeitsniveau? Sind Informationen der einseitig äußeren Beugungsmaxima vorhanden, aber für die Bildentstehung nicht relevant (zu schwach, zu kontrastarm)?
Hier wäre es für mich hilfreich, lieber Hubert, wenn Du dazu noch einmal etwas sagen könntest.
Beste Grüße von Jürgen     
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 08, 2021, 20:08:12 NACHMITTAGS
Hallo Jürgen (B.),

wir drehen uns argumentativ etwas im Kreis bzw. reden aneinander vorbei. Über die Abbeschen Experimente müssen wir nicht diskutieren weil kein Dissens besteht.

Die Effekte lassen sich aber nicht 1:1 auf die reale (z.B. Köhlersche) Beleuchtung übertragen weil deren Lichtverteilung komplexer ist als die der Demonstrationsversuche. Ich dachte ich hatte es schon einmal erklärt, aber das ist ohne bildhafte Darstellung nicht einfach zu verstehen, ich versuche wenn ich etwas Zeit habe eine Skizze dazu zu machen.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 08, 2021, 21:01:44 NACHMITTAGS
Hallo Jürgen (S.),

ich habe Deine Frage nicht so ganz verstanden. Aber es ist doch so: Jede kleine Teilfläche der realen (großen) Aperturblende (entsprechend einer kleinen Blende des Abbe-Experimentes) erzeugt ein Beleuchtungslichtbündel mit einem entsprechenden Objekteinfallswinkel und zugehöriger Beugungswellen durch das Objekt. Bei Köhlerscher Beleuchtung ist das Licht in der Aperturebene nicht kohärent, d.h. man kann die Intensitäten des jeweiligen Objektbildes, das durch die Beleuchtung der vielen kleinen gedachten Blenden entsteht, einfach zu den Intensitäten der anderen Bilder aller benachbarten gedachten Blenden adieren, bis die reale Aperturblende damit abgedeckt ist. Man muss nur die individuelle Lage dieser Blenden zum Rand der realen Kondensoraperturblende hin beachten um die Beschneidung ihrer höheren Beugungsordnungen an der Objektivaustrittspupille zu berücksichtigen (wenn man es berechnen möchte, die Natur macht das natürlich selbst  ;) ).

Inwieweit höhere Beugungsordnungen für das Bild relevant sind oder überhaupt entstehen hängt von der Feinstruktur des beleuchteten Objektes ab. Die Abbe-Experimente sind da auch etwas irreführend, weil sie vereinfachend von einfachen periodischen Strukturen ausgehen und dabei klar trennbare Beugungsordnungen entstehen. Reale Objekte haben meist stochastische Strukturen, die Beugungsverteilung ist nicht periodisch mit Maxima und reicht praktisch beliebig weit vom Beleuchtungsstrahl weg.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lumi in Februar 08, 2021, 23:15:18 NACHMITTAGS
Guten Abend zusammen,
ihr habt ja richtig Ahnung von der Theorie, die habe ich überhaupt nicht.
Aber ich mache gerade Fotos und Filme direkt am Gurkenglas.
Wenn ich die Unterseite von der großen Blasenschnecke filme, die gerade die Glaswand abgrast, dann ist Durchlicht-Beleuchtung ideal, die ganze Schnecke wird durchleuchtet und auch der abgrasende Mund wird gut ausgeleuchtet.
Wenn ich aber eine Hydra an der Glaswand filmen möchte, dann ist Durchlicht extrem schlecht, die gesamte Hydra leuchtet nur strahlend weiß und der Weißabgleich vom Handy spielt verrückt und der Zoom auch. Jetzt sucht man die schiefe Beleuchtung, und die ist nicht einfach zu finden um Farbe und Details (z.B. Tentakelsegmente) richtig darzustellen, und ich bin schon drauf und dran einen verstellbaren Halter für die Lichtquelle zu drucken mit dem 3D-Drucker.

Ich glaube der Martin und ich suchen nach praktischen Ideen und Lösungen die der Eine oder Andere schon realisiert hat und auch zeigen kann.
Ich persönlich habe gerade zwei Ersatz-Kondensoren daliegen, und möchte einen davon so umbauen, mit dem ich die obere Linse (Fischauge) drehen und schwenken kann, (oder auch vielleicht umdrehbar, also Fischauge zum Objekt)
Nur der Platzmangel und die Mechanik dazu ist mir erst mal etwas zu komplex für den festklemmbaren Kondensor, und für den 3D-Druck ist das auch mal eine andere Schwierigkeitsklasse, ich benötige immer erst den nötigen A....tritt um in die Gänge zu kommen, aber dann gehts meistens schnell. Ob ich mir dadurch Lösungen verspreche? Keine Ahnung, solche Arbeiten mache ich meistens um den Geist nicht zu vergrauen.
Vielleicht kann ich irgendwann mal was vorstellen und zeigen, momentan halt nicht.

Grüße
Franz
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: D.Mon in Februar 09, 2021, 02:13:17 VORMITTAG
Hallo zusammen,

da habe ich ja etwas schönes angerichtet  ;).
Mich interessieren die physikalisch optischen Hintergründe sehr.
Ich habe da aber nur rudimentäre Kenntnisse und kann daher kaum etwas betragen.

Zitat von: Lupus in Februar 08, 2021, 15:06:21 NACHMITTAGS
..., wobei ich diesen Thread i.V. mit den Fotobeispielen so interpretiere, dass es um eine optimale Darstellung von Phasenobjekten geht, also um die beste Blendenform dafür.
Nicht ganz.
Mir geht es darum, meinen aktuellen Arbeitsstand vorzustellen und ganz allgemein Tipps zu erhalten, wie ich die Bildgebung meines Mikroskops und die Qualität meiner Fotos verbessern kann  - hier konkret bei Anwendung der schiefen Beleuchtung, aber nicht beschränkt darauf. Da ich bei de Fotos gar keine Blende verwendet habe (jedenfalls nicht im klassischen Sinn) ist die optimale Blendenform nur ein Nebenapsekt.

Ein Gesichtspunkt wurde in Eurer Diskussion meines Erachtens nur unzureichend berücksichtig (oder ich habe es nicht richtig verstanden).
Oben wurde sinngemäß gesagt, mit einer Blende entfernt man nur Teile es dem Strahlenbündel der Beleuchtung, die sonst auch zu Bildgebung beitragen würden, es kämen aber keine neuen Lichtstrahlen dazu. Deswegen sei eine Steigerung der Auflösung des Mikroskops faktisch nicht gegeben sondern nur eine Steigerung des Kontrastes bestimmten Bildbereichen. Ist es aber nicht so, dass man im Hellfeld die Aperturblende üblicherweise leicht zugezogen hat, diese bei Anwendung der schiefen Beleuchtung aber ganz öffnet, damit weitere Nebenmaxima der Beugungsinterferenzen ins Objektiv gelangen können? Wäre dann damit nicht doch eine gewisse Kontraststeigerung denkbar?

Viel Grüße
Martin
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 09, 2021, 09:06:47 VORMITTAG
Hallo Martin,

das Ganze ist eigentlich ein Thema für ein längeres Kapitel in einem Lehrbuch über Mikroskopie, aber hier mit wenigen Worten und unterschiedlichen Grundkenntnissen einzelner Leser nicht leicht zu beschreiben.

Zitat... hier konkret bei Anwendung der schiefen Beleuchtung, aber nicht beschränkt darauf. Da ich bei de Fotos gar keine Blende verwendet habe (jedenfalls nicht im klassischen Sinn) ist die optimale Blendenform nur ein Nebenapsekt.
die Blende steht nur stellvertretend für irgend eine geeignete Methode zur Beeinflussung der Beleuchtung. Sie ist aber trotzdem der "Hauptaspekt" wenn man die schiefe Beleuchtung verstehen oder gezielt beeinflussen möchte.

ZitatIst es aber nicht so, dass man im Hellfeld die Aperturblende üblicherweise leicht zugezogen hat, diese bei Anwendung der schiefen Beleuchtung aber ganz öffnet, damit weitere Nebenmaxima der Beugungsinterferenzen ins Objektiv gelangen können? Wäre dann damit nicht doch eine gewisse Kontraststeigerung denkbar?
Auflösung und Kontrast lässt sich in der Theorie, aber weniger im realen Leben trennen. Was leider nie richtig auseinander gehalten wird ist das unterschiedliche optische Verhalten sog. Amplituden- und Phasenobjekte. Viele sog. Lehrbücher gehen auf diese Dinge nicht ein weil die Physik möglicherweise für die Autoren ein fremder Fachbereich ist.

Für das normale Hellfeld ist eigentlich seit dem letzten Drittel des 19. Jh. allen Praktikern bekannt, dass die höchste Auflösung durch achssymmetrische Beleuchtung und der Bedingung NABeleuchtung = NAObjektiv oder minimal 2/3 der NAObjektiv erreicht wird. Daher kommt der durch den Mikroskopiker Nelson damals geprägte Begriff der kritischen Beleuchtung (der praktisch von jedem heute falsch interpretiert wird). Für ein reines Amplitudenobjekt muss die Aperturblende nicht reduziert werden da der Bildkontrast aus der Lichtabsorption kommt, die Auflösung ist durch die hohe NABeleuchtung maximal - außer man hat andere Probleme wie Streulicht oder Bildfehler durch das Objektiv.

Reine (schwache !) Phasenobjekte zeigen dagegen bei offener Aperturblende keinen Kontrast und sind im Idealfall unsichtbar. Durch Schließen der Aperturblende können aber hier Strukturen sichtbar gemacht werden, weil die Beleuchtung dabei zunehmend kohärent wird und Interferenzen in der Bildebene die Bildhelligkeit dominieren. Umso optisch dicker (Produkt aus Dicke und Brechungsindexdifferenz zur Umgebung) das Objekt ist desto kontrastreicher sind diese Strukturen erkennbar. Daher benötigt man für optisch dickere Phasenobjekte auch kein Phasenkontrastverfahren, im Gegenteil kann es sogar bildverschlechternd sein.

Reale biologische Objekte (z.B. gefärbte Präparate) sind fast immer eine Mischung aus Amplituden- und Phasenobjekt. Da ist dann das moderate Schließen der Aperturblende ein Kompromiss zwischen maximaler Auflösung (Amplitudenobjekt) und Kontrast (Phasenobjekt) sowie Minimierung der Artefakte die durch Interferenzeffekte bei reduziertem Blendendurchmesser entstehen.

Schiefe Beleuchtung dagegen ist primär ein Phasenkontrastverfahren, man muss bzw. soll daher die Aperturblende nicht zur Kontraststeigerung schließen. Stattdessen erfolgt der Phasenkontrast durch die einseitige Ausblendung der Beleuchtungsrichtung, die Unsymmetrie der gebeugten Wellen kann jetzt in der Bildebene durch Interferenz ausgeprägte Helligkeitsunterschiede erzeugen. Und die hohe Auflösung bleibt richtungsabhängig erhalten weil zumindest einseitig die gleichen Beugungsordnungen  in das Objektiv gelangen wie beim Hellfeld.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Michael in Februar 09, 2021, 09:43:03 VORMITTAG
Hallo,

so interessant die theoretische Betrachtung des Auflösungsvermögens bei unterschiedlichen Beleuchtungsverfahren ist, für die meisten von uns ist die maximale Auflösung bei der Beobachtung nicht ausschlaggebend. Dazu müsste man eine optimale Optik und ein optimales Präparat mit unendlich kleiner Schichtdicke haben - für mich trifft das zumindest nicht zu.
Ich möchte deshalb in die Diskussion einen anderen Aspekt einbringen, der mich bei der schiefen Beleuchtung anspricht.

Bitte verbessert mich, wenn ich falsch liege, aber für mich ist die schiefe Beleuchtung das Beleuchtungsverfahren, das unserer gewohnten, täglichen Seherfahrung am meisten entspricht. Genauso wie ich eine Glasscheibe "in real live" nicht sehen kann, wenn ich sie senkrecht beleuchte, erkenne ich sie (und andere Phasenobjekte), wenn  sie schief beleuchtet wird, da der Reflexionskoeffizient (und die Transmission) von Winkel und Brechungsindex abhängt. Dadurch erhalte ich eine Kontrastverstärkung bei Phasenobjekten. Ebenso erkenne ich bei Blick aus dem Flugzeug die Details (das Relief) der Landschaft besser, je schiefer die Beleuchtung ist. Genauso erkenne ich in einem dreidimensionalen Präparat das Relief durch den Schattenwurf besser. Beim idealen zweidimensionalen Präparat gibt es diesen Reliefeffekt auch bei schiefer Beleuchtung nicht (bei DIK den "Pseudoreliefeffek" schon!).
Für mich entspricht die mikroskopische schiefe Beleuchtung also der schiefen Beleuchtung im täglichen Leben. Deshalb kann ich das Bild, solange ich mich nicht an die optimale Auflösung rantasten will, wie gewohnt interpretieren - auch wenn man wie üblich optischen Täuschungen aufsitzen kann.
Vielleicht liege ich mit dieser Ansicht auch falsch und die Theorie sagt was anderes.

Interessierte Grüße,

Michael
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Jürgen H. in Februar 09, 2021, 10:36:10 VORMITTAG
Hallo Hubert,

ZitatUnd die hohe Auflösung bleibt richtungsabhängig erhalten weil zumindest einseitig die gleichen Beugungsordnungen  in das Objektiv gelangen wie beim Hellfeld.

Damit sind wir doch ganz nah beieinander! Nur an dem"erhalten" störe ich mich etwas. Denn in der Regel wird ja die Aperturblende doch benutzt, achssymmetrisch und nur zur Steigerung des Kontrastes. Die Auflösung wird dadurch im Gegenzug verringert. Eine Kompromisslösung, denn die beste Auflösung  nützt nichts, wenn ich das Objekt wegen des fehlenden Kontrastes nicht sehe. Blende ich hingegen nicht mehr achssymetrisch, sondern etwa mit der Kreuzblende ab, nutze ich auf einer Seite die volle Apertur des Objektives, was vorher nicht der Fall war. Deshalb wird die Auflösung auch nicht einseitig erhalten und es gelangen andere Beugungsordungen in das Objektiv als vorher.

Ein etwas anderer Fall wäre die Verwendung eines Kondensors mit niedriger Apertur, als der des Objektives, zum Beispiel ein nicht immergierter Kondensor der Apertur 0,9 mit einer Ölimmersion 1,3 und eine Achsverschiebung des Kondensors selbst.

Schöne Grüße

Jürgen
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Herbert Dietrich in Februar 09, 2021, 11:33:35 VORMITTAG
Hallo Hubert,

das hast Du so erklärt, dass auch ich das verstanden habe. Bilde ich wenigstens ein.

Mein Gedankengang,  bitte korrigieren wenn ich falsch liege:

Bei Idealer Beleuchtung  NA/Bel =  NA/Objektiv und offener Ap-Blende ist Optimale Auflösung gegeben.
Bei Phasen-Objekten kann ich wegen der Überstrahlung das leider nicht erkennen.
Wenn ich nun eine Zentralblende verwende, die minimal kleiner ist als die Apertur des Objektives,
blende ich die Überstrahlung aus und erhalte die volle Auflösung. ???
Ich werde das demnächst versuchen.

Hallo Michael,

auch ich bin ein Freund der "schiefen Beleuchtung" und verwende die fast immer, außer bei gefärbten Objekten. Aber auch da hat
sie ihren Reiz.


Herzliche Grüße

Herbert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 09, 2021, 12:15:22 NACHMITTAGS
Hallo Herbert,

ZitatWenn ich nun eine Zentralblende verwende, die minimal kleiner ist als die Apertur des Objektives,
blende ich die Überstrahlung aus und erhalte die volle Auflösung.
das habe ich so nicht gesagt. Ganz allgemein wird der Kontrast bei Phasenobjekten besser wenn ich die Aperturblende zunehmend schließe. Aber auch die Beugungsartefakte nehmen zu. Wenn man die Aperturblende nur minimal reduziert ist je nach Art des Objektes eventuell keine oder kaum eine Verbesserung des Kontrastes zu erkennen.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Herbert Dietrich in Februar 09, 2021, 12:24:40 NACHMITTAGS
Hallo Hubert,

das habe ich auch nicht behauptet, dass Du das gesagt hast.

Das ist mein Gedankengang, dass man das so machen könnte. Das ist mir schon klar mit der Aperturblende,
die lasse ich bei meinem Beispiel ganz offen. Ich ersetze die Aperturblende durch eine Zentralblende, wie bei
einfachem Dunkelfeld, mache die aber nur so groß, dass eben noch ein schmaler Spalt bleibt, von dem dann Licht ins Objektiv eintritt.
Ich versuche das einfach mal und berichte dann. Testdiatomeen habe ich.

Herzliche Grüße

Herbert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 09, 2021, 13:05:58 NACHMITTAGS
Hallo Herbert,

wie mir gerade eingefallen ist, hier hatte ich bereits einen einfachen Vergleich mit einem Phasenobjekt und primitiven Mitteln (gedruckten Blenden auf Folie) durchgeführt.
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=34817.msg254610;topicseen#msg254610   (https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=34817.msg254610;topicseen#msg254610)

Diatomeen halte ich übrigens nicht für optimal um Demonstrationen mit Phasenobjekten zu machen.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 09, 2021, 13:15:17 NACHMITTAGS
Hallo Michael,

Zitat... Genauso erkenne ich in einem dreidimensionalen Präparat das Relief durch den Schattenwurf besser. Beim idealen zweidimensionalen Präparat gibt es diesen Reliefeffekt auch bei schiefer Beleuchtung nicht (bei DIK den "Pseudoreliefeffek" schon!).
Für mich entspricht die mikroskopische schiefe Beleuchtung also der schiefen Beleuchtung im täglichen Leben. Deshalb kann ich das Bild, solange ich mich nicht an die optimale Auflösung rantasten will, wie gewohnt interpretieren
dem widerspreche ich, die schiefe Beleuchtung hat nichts mit dem Schattenwurf von 3D-Objekten bei Seitenlicht zu tun. Die Entstehung und auch Interpretation der Strukturen als lokale Phasenänderung und nicht als Dickenänderung entspricht dem DIK-Verfahren.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: jcs in Februar 09, 2021, 13:16:02 NACHMITTAGS
Zitat von: Lupus in Februar 09, 2021, 09:06:47 VORMITTAG

Reine (schwache !) Phasenobjekte zeigen dagegen bei offener Aperturblende keinen Kontrast und sind im Idealfall unsichtbar. Durch Schließen der Aperturblende können aber hier Strukturen sichtbar gemacht werden, weil die Beleuchtung dabei zunehmend kohärent wird und Interferenzen in der Bildebene die Bildhelligkeit dominieren. Umso optisch dicker (Produkt aus Dicke und Brechungsindexdifferenz zur Umgebung) das Objekt ist desto kontrastreicher sind diese Strukturen erkennbar. Daher benötigt man für optisch dickere Phasenobjekte auch kein Phasenkontrastverfahren, im Gegenteil kann es sogar bildverschlechternd sein.

Reale biologische Objekte (z.B. gefärbte Präparate) sind fast immer eine Mischung aus Amplituden- und Phasenobjekt. Da ist dann das moderate Schließen der Aperturblende ein Kompromiss zwischen maximaler Auflösung (Amplitudenobjekt) und Kontrast (Phasenobjekt) sowie Minimierung der Artefakte die durch Interferenzeffekte bei reduziertem Blendendurchmesser entstehen.

Schiefe Beleuchtung dagegen ist primär ein Phasenkontrastverfahren, man muss bzw. soll daher die Aperturblende nicht zur Kontraststeigerung schließen. Stattdessen erfolgt der Phasenkontrast durch die einseitige Ausblendung der Beleuchtungsrichtung, die Unsymmetrie der gebeugten Wellen kann jetzt in der Bildebene durch Interferenz ausgeprägte Helligkeitsunterschiede erzeugen. Und die hohe Auflösung bleibt richtungsabhängig erhalten weil zumindest einseitig die gleichen Beugungsordnungen  in das Objektiv gelangen wie beim Hellfeld.

Hubert
Hallo Hubert,

danke für die klaren Erläuerungen, das macht für mich einiges verständlicher.

Vielleicht als kleine Ergänzung noch ein Bild bezüglich Kontraststeigerung. Eine kohärentere Beleuchtung bei zugezogener Blende führt auch bei Amplitudenobjekten (als Beispiel eine Doppelblende in (a) als Amplitudenobjekt in der Objektebene) zu einer Verstärkung der Kontraste an den Kanten, wie man aus dem Bild erkennen kann. Durch Weglassen der höheren Beugungsordnungen (c) kann es zu einer Verstärkung der Kanten kommen, wie man in (d) sieht. In dem gezeigten Beispiel ist das natürlich schon hart an einem Beugungsartefakt, da die eigentliche Struktur in der Bildebene deutlich verfremdet ist.

Die Köhlerbeleuchtung kann man sich als Summe einer großen Zahl an Teilstrahlen vorstellen, die untereinander inkohärent sind, der Einzelstrahl selbst jedoch kohärent. Je weniger Teilstrahlen an der Bildgebung beteiligt sind, desto mehr dominiert der kohärente Einzelstrahl, mit den damit verbundenen Konsequenzen (geringere Auflösung, Beugungsartefakte, höherer Kontrast).

LG

Jürgen

P.S.: Beste Grüße auch an die vielen anderen Jürgens hier im Thread!
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 09, 2021, 14:34:44 NACHMITTAGS
Hallo Jürgen (H.),

ZitatBlende ich hingegen nicht mehr achssymetrisch, sondern etwa mit der Kreuzblende ab, nutze ich auf einer Seite die volle Apertur des Objektives, was vorher nicht der Fall war.
wenn Du eine deutlich unter die NA des Objektives abgeblendete Aperturblende mit einer der NA des Objektives entsprechenden, aber halbseitig abgedeckten Blende vergleichst, dann reden wir natürlich nicht über das Gleiche.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: piu58 in Februar 10, 2021, 06:38:21 VORMITTAG
Das ist für uns vielleicht schwer verständlich, aber für die mikroskopische Abbildung gilt (wie generell in der Wellenoptik) das Huygens'sche Prinzip (https://de.wikipedia.org/wiki/Huygenssches_Prinzip): Jeder Punkt ist Ausgang einer Elementarwelle, also einer Kugelwelle. Diese Wellen überlagern sich zum Bild. Prominentes Beispiel: Beugung am Spalt.
Wenn man aus einer an sich recht homogenene Beleuchtung einen kleinen Ausschnitt nimmt, dann kann man dies als homogen ansehen - also alle Elementarwellen "in Phase" und aus den Laufzeitunterschieden und Absorptionsunterschieden das Bild berechnen. Dieses Bild ist also immer ein Beugungsbild.
Bei voller Apertur kann man nicht mehr von einer Phasenkohärenz der Einzelwellen ausgehen, jedenfalls nicht, wenn man mit einer Lampe , LED oder einer anderen technischen Einrichtung beleuchtet. Wenn man einen Stern nähme, dann vielleicht. Nicht-köhärente Wellen verschmieren die Beugungsmuster und es bleibt die Wirkung der Absorption.
Die schiefe Beleuchtung hat nun auch ein verschmiertes Beugungsmuster, aber ein asymmetrisches. Das erzeugt dieses Bild, und nicht etwa der Schattenwurf wie bei einer Landschaft.
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Michael in Februar 10, 2021, 08:42:40 VORMITTAG
Hallo Uwe,

Du hast natürlich Recht - das mikroskopische Bild entsteht durch Wellenoptik. Das gilt aber auch für das "makroskopische" Bild einer Landschaft. Geometrische Optik und Wellenoptik sind kein Gegensatz. Wenn die Abmessungen der beobachteten Objekte in die Größenordnung der Lichtwellenlänge sind, ist die geometrische Näherung nicht mehr gültig. Die Frage ist für mich lediglich, wann der Unterschied bei der Beobachtung auffällig wird und ich die schiefe Beleuchtung nicht mehr wie aus der makroskopische Welt gewohnt interpretieren kann.
Wenn ich ein Haar unter das Mikroskop lege und schief beleuchte, erhalte ich einen Schattenwurf, weil die Abmessungen des Haares weit von der Wellenlänge des Lichtes entfernt sind. Ich habe keinerlei Problem, das mikroskopische Bild zu interpretieren. Betrachte ich die Schattenkante genauer, wird es bei der entsprechenden Vergrößerung Abweichungen zu dem gewohnten makroskopischen Bild geben - die Kante wird unscharf, es wird doppelte Konturen geben etc. Ich beobachte dann auf einer Skala, in der Beugungserscheinungen sichtbar werden. Wie leicht ich das Bild interpretieren kann - ob geometrische Optik genügt oder ich das große Geschütz der Wellenoptik auffahren muss - ist eine Frage der Skala bzw. Auflösung des Bildes.
Ich wage zu behaupten, dass in unserer täglichen "Arbeit" mit dem Mikroskop Beugungs- und Interferenzerscheinungen keine Rolle spielen, da die Abmessungen der betrachteten Objekte meist sehr weit von der Wellenlänge des Lichtes weg sind. Meist werden auch die Probleme mit der chromatischen Aberation der Kondensoren eventuelle Beugungerscheinungen überdecken. Man muss schon einen gehörigen Aufwand treiben, bis man bei der Beobachtung von irgendwelchen Tümpeltieren Probleme mit der Beugungsbegrenzung bekommt.
Deshalb bin ich der Meinung, dass schiefe Beleuchtung für unsere "normalen" Beobachtungen - weit weg von der Auflösungsgrenze unserer Instrumente - gut mit der geometrischen Optik beschrieben werden kann und unseren täglichen Seherfahrungen entspricht.

Viele Grüße

Michael
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 10, 2021, 10:05:27 VORMITTAG
Hallo Michael,

ich hatte Dir schon geantwortet, dass die schiefe Beleuchtung - gemeint ist natürlich das Verfahren als Ganzes - nichts, aber auch gar nicht mit dem Reliefeffekt bei der Beleuchtung von 3D Objekten zu tun hat. Das wurde bereits 1866 von Toepler, der durch die Schlierenfotografie zur Sichtbarmachung geringer Brechungsindizes bekannt wurde, nachgewiesen. Er zeigte dass der Reliefeffekt auch bei senkrechtem Lichteinfall entsteht wenn man die Beugungsordnungen ausblendet (Abbe hat nicht alles erfunden was man ihm zuschreibt, aber er war konzentriert auf das Problem der Auflösungssteigerung von Mikroskopobjektiven)

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Jürgen Boschert in Februar 10, 2021, 23:24:54 NACHMITTAGS
Hallo zusammen,

es kommt bei korrekt eingestellter schiefer Beleuchtung definitiv zu einer Steigerung des Auflösungsvermögens des Gesamtsystems (Objektiv + Kondensor) über die von den nominalen Aperturwerten zu erwartende hinaus. Das habe ich gerade noch einmal mit einem Diatomeen-Präparat einer Pleurosigma angulatum überprüfen können. Verwendet habe ich ein Zeiss (West) Neofluar 25 mit achromatisch-aplanatischem Kondensor (nicht immergiert) in Hellfeldstellung an einem Standard Universal. Selbstverständlich korrekt eingestellte Köhler-Beleuchtung. In "normaler", optimaler HF-Beleuchtung mit Ausleuchten der hinteren Brennebene des Objektives zu ca. 3/4 (höhere Öffnung der Aperturblende führt zu Unkenntlichkeit durch zu geringen Kontrast) kann die Feinstruktur auch nicht andeutungsweise aufgelöst werden. Dann habe ich die Aperturblende des Kondensors auf ca. 1/4 der hinteren Objektivbrennebene geschlossen und  soweit aus der Mittenposition herausgedreht, dass gerade keine seitliche Abschattung auftritt (das ist exakt so, wie es in den Zeiss-Broschüren beschrieben ist). Jetzt werden die Alveolen deutlich aufgelöst, sind sogar deutlicher zu sehen als mit dem 40er Neofluar bei optimal eingestelltem HF. Kann jeder selbst testen.
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 11, 2021, 00:20:30 VORMITTAG
Hallo Jürgen,

daran zweifle ich überhaupt nicht, aber das ist jetzt etwas ein Vergleich Äpfel mit Birnen weil die Aperturblende bei normaler Hellfeldbeleuchtung und damit die mögliche Auflösung reduziert war. Man kann nicht Phasenobjekte, für die ein Phasenkontrastverfahren eine deutliche Kontraststeigerung bringt mit Hellfeldbeobachtung direkt vergleichen. Es ging doch um die Diskussion, inwieweit höhere Beugungsordnungen bei schiefer Beleuchtung im Vergleich zu symmetrischer Beleuchtung wirken und insbesondere um das Missverständnis dass dadurch die Auflösung (wegen des angeblich doppelten Winkels zum Objektivrand) verdoppelt sei.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: jcs in Februar 11, 2021, 13:21:47 NACHMITTAGS
Ich denke, dass es bei Diskussionen über Auflösungsvermögen wichtig ist, die genaue Versuchsanordnung darzulegen. In diesem Fall heißt das, die Beleuchtung (kohärent, inkohärent) und das Objekt (Geometrie, Phasen- oder Amplitudenobjekt) anzugeben.

Betrachtet man die Bilder zweier punktförmiger, inkohärent leuchtender Objekte in der Bildebene, ergibt sich für das Auflösungsvermögen das bekannte Rayleigh-Kriterium (d=0,61*lambda/NA), siehe untenstehendes Bild (a). Für eine kohärente, zentrale Beleuchtung (zugezogene Aperturblende) zweier punktförmiger Amplitudenobjekte, die sich im selben Abstand wie in (a) befinden, ergibt sich (b). Die beiden Punkte sind nicht mehr unterscheidbar. D.h. die Auflösung verschlechtert sich in diesem Fall. In der Literatur wird oft angegeben, dass bei kohärenter Beleuchtung das Auflösungsvermögen halbiert wird (d=1,22*lambda/NA). Das ergibt dann Bild (d). Man sieht, dass die Verdoppelung des Abstandes ein ganz anderes Bild ergibt, der Faktor 1,22 ist also nicht korrekt in diesem Fall. Besser geeignet ist der Faktor 0,82 (siehe (c)), da ergibt sich dann ein ähnliches Bild wie in (a). Offenbar verschlechtert die kohärente Beleuchtung in diesem konkreten Fall die Auflösung um ca. 30% im Vergleich zur inkohärenten Beleuchtung. In manchen Literaturstellen wird man 0,82 auch finden, aber leider eher selten.

Für Phasenobjekte ist die Situation komplizierter, hier kann eine kohärente Beleuchtung eine Verschlechterung oder auch eine Verbesserung der Auflösung bringen, das hängt von den jeweiligen Phasendifferenzen der interferierenden Wellen in der Bildebene ab. Sprich: Für praktische Zwecke muss man das dann einfach ausprobieren.

LG

Jürgen
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: piu58 in Februar 11, 2021, 13:48:44 NACHMITTAGS
Liebe Mikroskopiker, ich habe einmal versucht, auf anschauliche Weise zunächst den Auflösungsgewinn zu erklären

Für die Ausleuchtung betrachte ich (wie auch Ernst Abbe) ein optisches Gitter. Wenn man solch ein Gitter mit monochromatischen Licht beleuchtet, dann bilden sich zyklische Helligkeits-Maxima und Minima. Diese bilden sich durch Interferenz, also Überlagerung von Wellenzügen verschiedener Amplitude. Ein Maximum ergibt sich, wenn die der Lauflängen-Unterschied d aus zwei benachbarten Gitterschlitzen genau eine Wellenlänge beträgt. Das ist eine rein geometrische Betrachtung, und in der Wikipedia gibt es ein schönes Bild  (https://de.wikipedia.org/wiki/Optisches_Gitter#/media/Datei:Beugungsgitter.svg)dazu. Es ergibt sich auch eine (weiteres) Maximum, wenn der Lauflängenunterschied zwei Wellenlängen, oder ein anderes ganzzahliges Vielfaches ergibt. Den gerade durchlaufenen Strahl nennt man Maximum 0. Ordnung, das erste Nebenmaximum ist 1. Ordnung usw. Den Winkel der Maxmima kann man berechnen, zB. für das erste Maximum

sin φ1=1 · λ / g

g ist die Gitterkonstante, also der Abstand zweier Linien.
Der Ersatz für solche Gitter sind unsere Auflösungsmessungen an Diatomeen.

Ernst Abbe hat belegt, dass eine Struktur überhaupt erst sichtbar ist (also "aufgelöst), wenn das Objektiv wenigstens das erste Nebenmaximum erfasst.

In den beiliegenden Bildern habe ich einige Fälle dargestellt:
1) Die numerische Apertur des Objektivs ist zu gering, die Maxima erster Ordnung laufen vorbei, das Gitter wird nicht aufgelöst
2) Die numerische Apertur ist größer, das Gitter wird aufgelöst
3) Die numerische Apertur ist wieder kleiner, wie bei 1). Durch die schiefe Beleuchtung läuft aber zumindest eines der beiden Maxima erster Ordnung durch die Linse. Deshalb wird das Gitter aufgelöst, und das ist tatsächlich eine erhöhte Auflösung gegenüber gerader Beleuchtung. Abbe hat das freilich auch gewusst, als er sagte
Irgend eine bestimmte Farbe zu Grunde gelegt, ergiebt sich der betreffende Minimalwerth für rein centrale Beleuchtung durch Division der Wellenlänge mit dem Sinus des halben Oeffnungswinkels, für den höchsten zulässigen Grad schiefer Beleuchtung aber bei jedem Oeffnungswinkel genau halb so gross – sonst gleiche Umstände vorausgesetzt.
(Hervorhebung durch mich)
4) Hier ist die Gitterkonstante größer und die niedrig-aperturige Optik schafft die Auflösung.

Wie ich den Differential-Phasenkontrast anschaulich erkläre, das muss ich mir noch mal überlegen.
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 11, 2021, 14:20:37 NACHMITTAGS
Hallo Uwe,

Du hast das mit den Bildern anschaulich erklärt. Das Problem dieser Diskussion ist aber immer ähnlich wenn das Abbe-Experiment zur formalen Erklärung der Auflösung durch Beugungsordnungen herangezogen wird: Es geht von der Beleuchtung durch eine ebene Welle aus, oder was praktisch das Gleiche ist, von einem Kondensor mit minimalem Aperturblendendurchmesser.

So mikroskopiert aber niemand. Die reale Auflösung wird durch eine nahezu der jeweiligen NA des Objektives angepasste Aperturblende bestimmt, egal ob mit normalem Hellfeld oder schiefer Beleuchtung gearbeitet wird. Über die Frage, wie weit man bei vielen Objekten für einen optimalen Bildkontrast die Aperturblende in der Praxis reduziert, könnte man eine eigene Diskussion führen.

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: piu58 in Februar 11, 2021, 17:27:03 NACHMITTAGS
Das ist eben ein nicht korrekte Darstellung. Wenn du (un das ist wellentheoretisch!) das erste Nebenmaximum mit erwischtst, dann ist das Gitter aufgelöst. Und durch den Trick der schifeen Beleuchtung schafft man das ja. Es erhöht also wirklich die Auflösung.

Natürlich darf man nicht zusätzlich die APerturblende schließen, sondern muss den Kondensor seitlich versetzen, so dass das Zentrum des Kondensors unter dem Rand des Objektivs zu liegen kommt.
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: jcs in Februar 11, 2021, 17:32:35 NACHMITTAGS
Hallo Uwe,

was Hubert meint ist meines Erachtens Folgendes: Es ist nicht sehr aussagekräftig, die schiefe Beleuchtung mit einer Köhler-Beleuchtung zu vergleichen, bei der die Aperturblende stark geschlossen ist. Das Abbe-Modell setzt auf der Beleuchtung mit einer ebenen Welle auf, was einer geschlossenen Aperturblende entspricht. Nur in diesem Fall hat man auch die Verdopplung der Auflösung.

Wenn man "gerade" beleuchtet und die Aperturblende voll öffnet (was der Praxis eher entspricht), ist der Auflösungsvorteil der schiefen Beleuchtung gegenüber normalem Hellfeld weg.

Jürgen
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: piu58 in Februar 11, 2021, 17:43:40 NACHMITTAGS
Eine ebene Welle ist nicht unbedingt eine geschlossene Aperturblende. Es kann einfach eine Kugelwelle eines unendlich kleinen Objekts sein. Oder näherungsweise ein in das Unendliche projizierte Bild einer sehr kleinen Lichtquelle. Dem kommt die Köhler-Beleuchtung schon sehr nahe.

Außerdem kommt es hier bei der Auflösung nicht auf Kohärenz über das ganze Bildfeld an, sondern nur über zwei, drei Gitterzyklen. Ihr könnt selbst mit CDs und DVDs als Reflexionsgitter üben undeuch diese Maxima ansehen. Sogar bei weißem Licht sieht man das ansatzweise. Ich habe auch optische Transmissionsgitter hier und habe das schon paar Mal ausprobiert. Es ist sehr eindrucksvoll.
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: jcs in Februar 11, 2021, 18:36:16 NACHMITTAGS
Das ist doch gerade das Merkmal der Köhler-Beleuchtung: Sie projiziert jeden Punkt der Lichtquelle als Parallelstrahl auf die gesamte Breite des Objektfeldes. Somit ist jeder Teilstrahl eine kohärente, ebene Welle, die Teilstrahlen untereinander sind inkohärent.

Wenn die Kohärenzlänge nur zwei Gitterabstände groß ist, bekomme ich auch Beugung und Interferenz, allerdings sieht das Ergebnis dann anders aus als im Abbe-Modell.

LG

Jürgen
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: D.Mon in Februar 12, 2021, 07:50:08 VORMITTAG
Hallo zusammen,

Zitat von: Lupus in Februar 11, 2021, 14:20:37 NACHMITTAGS
...
Die reale Auflösung wird durch eine nahezu der jeweiligen NA des Objektives angepasste Aperturblende bestimmt, egal ob mit normalem Hellfeld oder schiefer Beleuchtung gearbeitet wird.
...
Vielleicht habe ich etwas missverstanden, aber bei mir stellt sich der Effekt der schiefen Beleuchtung nur ein, wenn ich die Aperturblende deutlich weiter öffne, als bei normaler Hellfeldbeobachtung und so habe ich das auch in diversen Veröffentlichungen gelesen.

Zitat von: piu58 in Februar 11, 2021, 17:27:03 NACHMITTAGS
Natürlich darf man nicht zusätzlich die APerturblende schließen, sondern muss den Kondensor seitlich versetzen, so dass das Zentrum des Kondensors unter dem Rand des Objektivs zu liegen kommt.
Den Kondensor zu versetzen habe ich vor einiger Zeit probiert, damit aber keine überzeugenden Ergebnisse erhalten.

Zurzeit experimentiere ich übrigens mit schiefer Beleuchtung im Dunkelfeld.
Je nach Art des Objekts, glaube ich hier eine deutlich erkennbare höhere Auflösung zu erkennen.
Manchmal bin ich mi aber nicht sicher, ob die Erkennbarkeit von Strukturen auf eine Erhöhung der Auflösung oder die des (vorher nicht wahrnehmbaren) Kontrastes zurückzuführen ist.

Viele Grüße
Martin
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 12, 2021, 08:40:24 VORMITTAG
Hallo Martin,

das Hauptproblem dieser Diskussion ist dass z.T. über unterschiedliche Dinge und Annahmen gesprochen wird. Und wenn man in die "Abgründe" der Beugungstheorie hinabsteigt sollten wenigstens gleiche Vorstellungen über die geometrische Optik bestehen und nicht über Aufbau und Funktion der Köhler-Beleuchtung gestritten werden müssen.
Zitataber bei mir stellt sich der Effekt der schiefen Beleuchtung nur ein, wenn ich die Aperturblende deutlich weiter öffne, als bei normaler Hellfeldbeobachtung
Wenn ich Dich anfangs richtig verstanden habe nutzt Du keine Blende in der richtigen Aperturblendenebene des Kondensors. Dann sind die Aussagen über die optimale Blende bei schiefer Beleuchtung sowieso nicht zutreffend. Das gilt möglicherweise auch für Veröffentlichungen die Du gelesen hast. Da wird viel improvisiert.   ;)

Hubert
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: piu58 in Februar 13, 2021, 15:52:02 NACHMITTAGS
So, jetzt mein Nachtrag zum Differential-Phasenkontrast bei schiefer Beleuchtung. Hier erst mal die Kurzfassung, wobei ich mich in Anlehnung an den größten Optiker aller Zeiten an einer Gitterstruktur orientiere.

Ein Gitter erzeugt bei gerader Beleuchtung in der Aperturebene des Objektivs ein Beugungsmuster. DIeses Beugungsmuster wird aufgenommen und für jeden Einfallswinkel in eine kleine helle Scheibe umgesetzt, die sog. Airy-Scheibe (https://de.wikipedia.org/wiki/Beugungsscheibchen#/media/Datei:Diffraction_disc_calculated.png). Das gesamte Bild kann man sich aus solchen Airy-Scheiben zusammengestzt denken.

Wenn das zentrale Gitterelement zum Phasenobjekt wird, dann ändert sich dieses Beugungsmuster. Es beleibt aber symmetrisch (logisch). Der Helligkeitsverlauf in der Beugungsscheibe ändert sich etwas, das ist aber kaum zu erkennen. Am ehesten noch durch Abblenden, dadurch wird diese Scheibe (herrührend von einem Phasenobjekt in der Umgebung von reiner Transparenz) etwas dunkler.

Bei schräger Beleuchtung sind diese Airy-Scheiben nicht symmetrisch. Da sie das im selben Bildgebiet alle ungefähr in derselben Weise sind, ergibt sich dennoch ein regelmäßiges Muster. Wenn nun das zentrale Gitterelement zum Phasenobjekt wird. dann verschiebt sich der Helligkeitsverlauf dieser einen Beugungsscheibe. Insbesondere wird das Helligkeitszentrum verschoben. Dadurch stoßen jetzt auf der einen Seite zwei helle Bereiche der Beugungsscheiben zusammen, auf der anderen Seite entsteht eine ungewöhnlich großer dunkler Bereich. Das ist der "Schatteneffekt". In wirklichkeit wirft nichts Schatten, sondern Phasendifferenzen führen zu einer geänderten Helligkeitsverteilung.
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: piu58 in Februar 13, 2021, 15:53:46 NACHMITTAGS
Jetzt noch die Langform.

Ich habe das Beugungsgitter numerisch simuliert und die Beugungsfigur auf einer Art Leuchtschirm aufgefangen. Das erste Bild zeigt dieses Bild aus einem Gitter von 9 Elementen. Die x-Achse ist die Koordinate auf dem Leuchtschirm, die y-Achse die Helligkeit, kalibriert auf 100% im Hellgkeitsmaximum. Für diese Anordnung gibt es eine theoretische Formel. Die stimmt mit meiner SImulation für 3 und 5 Elemente überein, weicht aber danach stärker ab. Wahrscheinlcih geht die Formal auf gewölbte Gitter (ABstände in Winkeln) und ich rechne flach. Aber ich bin so weit zufrieden, dass ich nicht irgendwelchen Mist simuliere.

Man sieht schön die Nebenmaxima, welche von der Apertur des Objektivs erfasst werden müssen, um Auflösung zu erreichen. Im Bild enthalten sind auch noch die Nebenmaxima 2. Ordnung, diese sind viel kleiner. Der Abstand zwischn den Nebenmaxima ist immer gleich groß.

Das zweite Bild zeigt dieselbe Anordnung, nur das mittlere Gitterelement verschiebt die Phase um λ/2. Das Muster ist ganz anders, aber es ist immer noch symmetrisch. wie sollte es auch anders sein bei einer symmetrischen Geometrie. Wenn man das Licht bis zu den Nebenmaxima von der Apertur auffängt, dann hat man auch etwa dieselbe Lichtmenge (so nach Augenmaß), und die Helligkeit der Beugungsscheibe ist ähnlich.
Wenn man allerdings die Aperturblende zuzieht, dann erwischt man schließlich nur den innersten Teil. Dieser ist beim Phasenobjekt viel schwächer. Auf Kosten der Auflösung sieht man also auch im geraden Licht ein Phasenobjekt. Kosten der Auflösung: Beim Schließen der Aperturblende wird die Beugungsscheibe größer.

Das dritte Bild ist mit einem normalen Gitte bei schiefer Beleuchtung (10 Grad) berechnet. Das Beugungsbild liegt jetzt nicht mehr um x=0 herum. Dennoch ist es erstaunlich symmetrisch. Wenn man den Lichtanteil links und rechts vom Maximum berechnet, dann ist es es rechts (zu größeren x-Werten) etwas heller, knapp 10%. Das hat nichts mit dem allgemeinen Gradienten zu tun, sondern mit der Helligkeitsverteilung innerhalb einer Beugungsscheibe. Diese ist auf einer Seite etwas heller, und zwar lichtab.

Das letzte Bild zeigt die Helligkeitsverteilung, wenn das zentrale Gitterelement ein Phasenobjekt ist, und wieder eine Verschiebung um λ/2 hervorruft. Wieder ist das Beugungsmuster stark verändert, aber zusätzlich zu dieser Veränderung ist es stark asymmetrisch geworden. Damit verschiebt sich der Schwerpunkt der Helligkeit im Beugungsscheibchen. Dadurch kommt, wie im ersten Teil geschrieben, der Schatteneffekt zu Stande. Bezüglich des alten Helligkeitsmaximums (was ja die Referenz des regelmäßigen Musters ist, was diesen eine Abweichler umgibt) ist jetzt die linke, lichtzugewandten Seite etwas heller. Nur 3%, aber das gleich ja auch die 10% Lichtabfall aus, die im normalen Fall vorhanden sind. 13% Helligkeitsänderung, das sieht man ohne Probleme.

Ich hoffe, ihr könnt das nachvollziehen. Wer selbst ein wenig daran herumrechnen will, der möge mich anschreiben. Ich kann das Python-Programm weitergeben.
Titel: Re: Experimente mit schiefer Beleuchtung
Beitrag von: Lupus in Februar 14, 2021, 13:15:55 NACHMITTAGS
Hallo Uwe,

mit einem Gitter, bei dem nur ein einziges Gitterelement Phasenobjekt ist, kannst Du den "Schatteneffekt" der schiefen Beleuchtung nicht erklären. Vor allen Dingen nicht wenn dazu die Helligkeitsverteilung der benachbarten Amplitudengitterelemente benötigt wird.

Und die Amplitude Deiner gerechneten Beugungsbilder, die nur die Fouriertransformierte des Gitters darstellen, steht nicht in direktem Zusammenhang mit der Bildhelligkeit. Die zugehörige Phase ist dabei gleich wichtig.

Hubert