Kontrastmethoden und der Staub, eine Frage

[Johannes Kropiunig]

Hallo,

Bernds Jamin-Lebedeff-Kontrast Bilder haben mir wiedermal gezeigt, dass durch mehr Kontrast auch der Staub auf der Optik deutlich sichtbarer wird.
Das ist ja nicht nur bei diesen Jamin-Lebedeff-Kontrast so, auch ein zuziehen der Aperturblende im Hellfeld, Phasenkontrast, usw. hat diesen Effekt.
Wie kommt es, das Staub der z.B. auf der Frontlinse des Okulars liegt durch eine Maßnahme die weit entfernt davon geschieht um soviel deutlich sichtbarer wird ?

Gespannt auf eure Erklärungen,
Johannes

[Klaus Henkel]

Wie kommt es, das Staub der z.B. auf der Frontlinse des Okulars liegt durch eine Maßnahme die weit entfernt davon geschieht um soviel deutlich sichtbarer wird ?

Auch von mir: Hallo.

Das liegt daran, daß die Aperturblende am Kondensor zu weit geschlossen ist, dann ist der Staub sichtbar, der zB auf dem Lichtaustritt im Mikroskopfuß liegt, er tritt deutlich hervor. Die Erklärung finden Sie in der Darstellung der des Strahlengangs, d. h. der konjugierten Ebenen bei der Köhlerschen Beleuchtung. Alles, was in der Nähe einer solchen Ebene liegt, wird in den zu ihr konjugierten nachfolgenden Ebenen abgebildet. Siehe Mikrofibel 2.5.5.

Gruß KH

[Johannes Kropiunig]

Guten Tag Herr Henkel,

danke für ihr Antwort. 
Wenn ich den Kontrast erhöhe, z.B durch schließen der Aperturblende, ist das Bild des Staubkorn davon betroffen, egal ob es sich unter, oder oberhalb dieser Blende befindet.
Mir ist dies zwar aus der Praxis her bekannt, aber auch auf die Gefahr hin als Idiot dazustehen, verstehen tue ich es trotzdem nicht, irgendwie verstößt das gegen meinem Verständnis von Ursache und Wirkung, tut mir Leid.
Könnten sie es vielleicht mit einer Erklärung für Erstklässler versuchen ? Vielleicht verstehe ich es dann.

Hochachtungsvoll,
Johannes

[Werner]

... einfach vielleicht so:

Eine enge Blende wirkt wie eine punktförmige Lichtquelle. Damit wird mit dem Auge alles sichtbar, was sich irgendwo dazwischen befindet.
Ähnlich einer Lochkamera, die hat ja auch die denkbar größte Schärfentiefe von ∞ bis nah.

Gruß   -   Werner

[Eckhard]

Hallo,

folgende Faustregeln sind ganz hilfreich:

1) Je näher Staub etc. an der Abbildungsebene ist (Kamera Chip, Auge) desto grösser wird die Störung.
2) Je geringer die NA desto deutlicher wird die Störung sichtbar.

Herzliche Grüsse
Eckhard

[Johannes Kropiunig]

Hallo,

ich glaube jetzt habe ich es, wäre eine Flächenverhältnis von Lichtstahldurchmesser zur Staubkornfläche auch als Erklärung gültig?
Blende offen und das Staubkorn nimmt nur einen geringen prozentualen Anteil an, also weniger sichtbar, Blende geschlossen, und das "Mischungsverhältnis" wird geringer, also sichtbarer.

Viele Grüße,
Johannes

[ortholux]

Lieber Johannes,

vielleicht ein analoges Beispiel aus der geometrischen Optik - die Schärfentiefe.

Ein Objekt wird in die Bildebene 1 abgebildet, ein Staub, der irgendwo näher am Objektiv ist, in Bildebene 2



Nun ist es so, daß nicht nur 2 Strahlen einen Punkt abbilden. Der Punkt strahlt in alle Richtungen, und somit tragen auch unendlich viele Strahlen (nämlich alle, die durchs Objektiv gehen) zur Abbildung bei:



In Bildebene 1 (dort, wo das Präparat scharf zu sehen ist), ist die Abbildung des Staubs so unscharf, daß er nicht mehr zu sehen ist. Jeder Punkt bildet dort nämlich einen Unschärfekreis mit Durchmesser D (grüne Markierung). Liegen nun unendlich viele solcher Unschärfekreise nebeneinander, so ergibt das lediglich eine Kontrastminderung.
Übrigens auch die Erklärung, warum Kratzer auf der Linse das Bild nicht unscharf sondern flau machen.

Bringe ich aber eine Blende in den Strahlengang, enge ich das Strahlenbündel so ein, daß auch der Unschärfekreis immer kleiner wird.



Irgendwann ist dieser so klein, daß doch eine Abbildung entsteht.

Vielleicht hilft Dir diese Beschreibung, Deine Frage zu beantworten.
Wolfgang

[olaf.med]

Lieber Wolfgang,

sehr gute Erklärung mit ausgezeichneter Graphik! Da erkennt man den Profi. Schade, dass ich dieses Anschauungsmaterial während meiner aktiven Lehrtätigkeit noch nicht zur Verfügung hatte.

Herzliche Grüße,

Olaf

[Johannes Kropiunig]

Hallo,

die Grafik ist wirklich sehr hilfreich, danke, und zwar euch allen für eure Hilfe und Geduld mit mir!
Also, die Aperturblende erhöht die Schärfentiefe und das nicht nur bei dem Objektiv, sondern auch beim Okular und der Relaisoptik der Kamera, weil sie von ihr ihrer vollen NA beraubt werden, soweit richtig ?
Ist der Kontrast durch die Aperturblende also nur eine Illusion, die sich durch das mehr an der Schärfentiefe ergibt ?

Viele Grüße,
Johannes

[Klaus Henkel]

Ist der Kontrast durch die Aperturblende also nur eine Illusion, die sich durch das mehr an der Schärfentiefe ergibt ?

Es wäre zur Vermeidung von Irrwegen wirlich gut und an der Zeit, daß Sie sich einmal mit der Mikrofibel (oder auch mehrmals) intensiv beschäftigen.
Zu Ihrer Frage lesen Sie: 2.5.8     Die Fiktion des höheren Bildkontrasts. Dort wird Ihre Frage exakt beantwortet. Besser kann ichs auch nicht!

Abendgrüße
KH

[Haus@Hund]

Guten Morgen zusammen,

die Erklärung ist ja schon gegeben, nur ein paar Ergänzungen:

1.) Staub und andere Fremdkörper werden prinzipiell dann sehr gut sichtbar, wenn sie sich in der Nähe der Zwischenbildebene und aller dazu konjugierten Ebenen befinden. Wenn man also den optischen Aufbau des Mikroskops gut kennt, sollte es auch kein Problem sein, Verschmutzungen schnell zu lokalisieren.
2.) Man kann nicht oft genug darauf hinweisen, dass es die Schärfentiefe ist, die mit Schließen der Aperturblende ansteigt. Ein weiteres Charakteristikum des mikroskopischen Strahlenganges besteht darin, dass die bildseitige Apertur ohnehin klein ist, so dass Staub auf Elementen auf der Bildseite des Strahlenganges mit zunehmend kleinerer Beleuchtungsapertur immer besser sichtbar wird. Die kleine bildseitige Apertur ist ja auch dafür verantwortlich, dass die mit zunehmendem Alter stärker werdende "Verschmutzung" des Kammerwassers unserer Augen so gut sichtbar ist.

Gruß,
Jörg

[Johannes Kropiunig]

Hallo,

das hat man nun davon sich etwas fragen zu trauen, andere scheinen da auch so ihre Probleme (gehabt) zu haben.
http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=14332.15
Ich gebe zu, die Mikrofibel erst einmal gelesen, und den theoretischen Teil damals nur überflogen zu haben.
Als Anfänger war das damals ziemlich schwere Kost für mich, inzwischen sollte es besser gehen, einzig das lesen am Monitor ist nicht gerade komfortabel, da muss ich mir etwas einfallen lassen.
Vielleicht ein E-Book, der Gang zum Copyshop wird bei 221 Seiten auch nicht viel billiger sein, vor allem wenn es keine losen Blätter sein sollen.

Viele Grüße,
Johannes

[JB]

Hallo,

Eine alternative Erklärung: Wenn sie die Kondensorblende zuziehen, erhöhen Sie die Kohärenz des Lichtes im Strahlengang. Durch Brechung und Reflektion an Staubpartikeln (und Kratzern usw.) erzeugte Interferenzmuster werden nun besser sichtbar. Phasenobjekte wie Staubfasern werden nun ebenfalls kontrastreich abgebildet.

Das Problem ist am größten bei Objektiven mit hoher Vergrößerung (100er) und gering bei kleiner Vergrößerung (2,5er).

Andere koherente Lichtquellen (Laser) verursachen im Hellfeld das gleiche Problem.

Die Staubpartikel müssen aber noch immer in den konjugierten Ebenen liegen. Wenn Sie den Staub auf den Frontlinsen der Okulare sehen, dann ist das der guten Akkomodationsfähigkeit Ihrer Augen geschuldet

Beste Grüße,

Jon