Kondensorapertur größer 1 - Wozu?

[rhamvossen]

Hallo Gunther,

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

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

Rolf

[MikroTux]

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

Viele Grüße

Rolf

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

[smashIt]

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

[peter-h]

Liebe Kondensoröler,

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



Der Kondensor wurde von NA 0,4 bis NA 1,0 in Luft und dann immergiert von 1,0 bis 1,4 geöffnet.


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

Gruß
Peter

[reblaus]

Hallo Peter -

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

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

Alles hängt eben von der Anwendung ab.

Viele Grüße

Rolf

[Lupus]

Hallo,

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

Hubert

[peter-h]

Liebe Auflöser,

ich hatte vor fast 2 Jahren schon einmal eine ähnliche Versuchsreihe gezeigt. Hier nun wieder gefunden.


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

[MikroTux]

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

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

[Lupus]

Hallo,

Die Messreihe zeigt kontiunuierlich zunehmenden Kontrast beim Öffenen der Blende, wobei das bislang nicht meiner Beobachtung entspricht, wo es ein Optimum bei leicht zugezogener Blende gibt.

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

Hubert

[smashIt]

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

[Lupus]

Hallo,

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



Hubert

[MikroTux]

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