Nochmal "Abbe-Maschine" - hier "selbstgestrickt"

[hinrich husemann]

Hallo Freunde der mehr theoretischen Hintergründe der Mikroskopie,

Der interessante Beitrag von Herrn Renz zu Beginn des Jahres zu diesem Thema hat mich wieder mal "verleitet". Vielleicht findet das Thema ja noch Interesse.



Praktische Durchführung nach Urtext Abbe mit Objektmikrometer als Gitterobjekt, Objektiv Apo 6,3/0,20 und lambda(v) = 0,55 µm. Links - in Abbe´scher Nomenklatur - jeweils die "sekundären" (im Okular sichtbaren) Bilder; rechts die  - nach Eingriff durch geeignete Blenden - jeweils wirksamen Beugungsordnungen in der Ebene der Aperturblende, aus denen die im Okular sichtbaren Bilder durch Interferenz entstehen. 

 

 

 

Wenn man die 0. Ordnung ausblendet, erhält man Analoges im Dunkelfeld. Weiteres später.

Freundliche Mikrogrüsse
H. Husemann

[hinrich husemann]

Nachtrag: Dunkelfeld ( 0. Ordnung ausgeblendet)

 

 

"Gut´s Nächtle"

[hinrich husemann]

Und mit solchen Moirees läßt sich das Ganze wellenoptisch plausibel machen:
( g : Abstand der Bilder der jeweils wirksamen - gemessen im Abstand direkt benachbarter - Beugungsordnungen; I : Intensität in der Ebene der "sekundären" - d.h. im Okular sichtbaren - Bilder.)



Noch güteres Nächtle
H. Husemann

[hinrich husemann]

Nur noch ein weiterer Nachtrag (gestern abend war es mir zu spät):

Zitat (etwas gekürzt) aus Abbes berühmten Aufsatz "Beiträge zur Theorie des Mikroskops und der mikroskopischen Wahrnehmung" in Schulzes Arch. für mikroskop. Anat. 9, 413 - 468 (1873); sozusagen "O-Ton Abbe":
"Ein einfaches Streifensystem wird zwar stets auch als solches abgebildet, wenn zwei oder mehrere Lichtbüschel zur Wirkung gelangen, aber in doppelter, dreifacher, ... Feinheit, sobald unter diesen nicht zwei konsekutive Büschel enthalten sind, sondern ein, zwei, ... zwischenliegende übersprungen werden; eine Gruppe von nur zwei Linien im Objekt erscheint dabei aus drei, vier, ... getrennten Streifen zusammengesetzt.  Die so erzeugten Scheinbilder sind aber in Hinsicht auf ihre Schärfe und die Konstanz ihres Auftretens in keiner Vergrößerung von dem normalen Bilde einer wirklich doppelt, dreifach, ... so feinen Streifung zu unterscheiden, wie sich durch ein eklatantes Experiment ... dartun lässt,"

Abbe beleuchtete mit eng zugezogener Kondensorblende, also weitgehend kohärent. Die "Lichtbüschel" entstehen dann durch Beugung des beleuchtenden Parallelbündels an dem als Objekt vorgelegten Liniengitter, stellen also die Beugungsordnungen dar. In der bildseitigen Brennebene des Objektivs, also der Ebene der Aperturblende, stellen ihre dort entworfenen runden Lichtflecken gemeinsam das bei Abbe als "primär" bezeichnete Bild des Objektgitters dar.

Freundliche, etwas historisierende Mikrogrüsse
H. Husemann

[Holger Adelmann]

Sehr schön Herr Husemann, danke für's zeigen !

Offenbar eignet sich das russische Apo sehr gut für diese Experimente, liegen Ihre Schieber mit dieser geschlitzten Verlängerung recht exakt oder eher ungefähr in der hinteren Brennebene?

Herzliche Grüsse
Holger Adelmann

[purkinje]

Hallo Herr Husemann,
weit davon entfernt alles verstanden zu haben- aber immer interessiert Ihre Beiträge verfolgend  - folgende Fragen:
• wenn alles außer der 0. Ordnung ausgeblendet werden würde, wäre nur noch die Staubflusen auf dem Mikrometer, nicht mehr aber die 
   Skalenteile (das Gitter) zu sehen?
• der

   Eingriff durch geeignete Blenden -
   

würde mich noch interessieren, vielleicht möchten Sie uns mal diese zeigen?

[derda]

wenn alles außer der 0. Ordnung ausgeblendet werden würde, wäre nur noch die Staubflusen auf dem Mikrometer, nicht mehr aber die Skalenteile (das Gitter) zu sehen?

Zur Bildrekonstruktion werden mindestens zwei verschiedene Beugungsordnungen benötigt. Das kann die 1. und 2 oder 1. und 3. oder 2. und 5 usw. sein. Die 0. Ordnung allein! sorgt nur für Helligkeit.

[hinrich husemann]

Hallo Herr Adelmann,
die Versuche habe ich - das haben Sie wohl überlesen - mit dem Apo 6,3 / 0,20 von CZJ gemacht. Bei diesen schwächeren Objektiven kommt man meist recht nahe an die hintere Brennebene heran. Bei stärkeren Objektiven oft nicht mehr; sie sind dann hierfür weniger geeignet. Außerdem liegen bei ihnen - zumindest mit einem Objektmikrometer als relativ grobem Gitterobjekt - wegen der höheren Numerischen Aperturen dann sehr viele, eng gedrängte Beugungsordnungen vor, in die ein gezielter Eingriff mit Blenden oder anderen Werkzeugen nur schwer möglich ist. Hier müßte man dann, um weniger Beugungsordnungen zu bekommen, Gitter mit wesentlich höherer Liniendichte nehmen.
Die beiden Bilder links bzw. oben mit dem Apo 20 / 0,65 von Lomo (nebendei ein recht gutes Objektiv) hatte ich noch vorliegen; sie dienten hier mehr zur Illustration (das Objektiv ist äusserlich so schön einfach, ich hatte es mal für ein engeres Gitter - was ich aber nicht mehr habe, weil nur geliehen - versuchsweise benutzt.).


Hallo Herr Platzer,
Nur mit der 0.  - oder einer beliebigen anderen -  Ordnung  allein  ist das Gitter nicht auflösbar, wie schon von Herrn EriK W. beschrieben.
Die einschiebbaren Blenden bestanden bei mir meist aus passenden, aus Objektträgern geschnittenen Glas-Streifen, auf die ich mit konventionellen schwarzen Farbstiften ("Markern") geeignete Formen "aufgemalt" habe. Das ließ sich mittels Hilfsmikroskop gut kontrollieren; war aber eine ausgesprochene Fummelei.


Freundliche Mikrogrüsse
H. Husemann

[hinrich husemann]

Nur noch eine weitere Ergänzung: Auch wenn man in diesen Versuchen nur eine  - zweckmäßig die 0. -  Ordnung "durchlässt", werden zwar die 10µm - Striche des Objektmikrometers nicht mehr aufgelöst, wohl aber i.A. noch dessen 50 µm- und 100µm- Striche. Das liegt daran, dass deren Beugungsordnungen sehr viel enger liegen als die der 10µm-Striche und dass deshalb auch zumindest von ihren 1. 0rdnungen auch noch etwas in die ja für letztere ausgelegte Sperrblende fällt. Damit erfasst man von ihnen praktisch 3 Ordnungen und sie  können also - wenn auch meist mit schlechtem Kontrast - noch aufgelöst und bildlich dargestellt werden. Um das zu vermeiden, müsste man die Sperrblende also ganz(!) winzig machen, aber dann wird es einfach zu dunkel.
Freundliche Mikrogrüsse
H. Husemann