E. Abbe und die Wellenlängen

peter-h · September 10, 2013, 11:52:17 VORMITTAG

Wie recht doch Ernst Abbe hat !

Oft kämpfen wir bei der Beobachtung von Diatomeen mit letzter Kraft um auch noch die ganz feinen Details zu sehen, zu erkennen. Denken wir dabei immer an den großen Physiker ?

Also spielt die beleuchtende Wellenlänge eine wichtige Rolle. Halogenleuchte besser als weiße LED ? Farbfilter verwenden ?

Die 3 Teilbilder der Nitzschia sigma in Balsam, ein altes Präparat, verdeutlicht den Einfluß der Wellenlänge sehr gut. Als einfache Optik kam ein Achromat 40/0,65 zur Anwendung. Die Legende :

1) Halogenbeleuchtung mit Wärmeschutzfilter KG3
2) weiße LED mit Schott Filter OG550 (orange)
3) weiße LED mit Schott Filter BG12 (dunkelblau)

Warum schneidet die Halogenbeleuchtung so schlecht ab?

Eine Halogenleuchte ist eher ein IR-Strahler als eine weiße Lichtquelle. Trotz dem KG3 Glas liegt der Schwerpunkt der Intensität bei 600 - 650nm. Genau so kann man auch den Blauanteil der weißen LED mit einem OG550 sperren und erhält in der Tat fast identische Ergebnisse (2).

Da die weißen LEDs einen sehr starken Peak im Bereich um 450nm haben und das Blaufilter BG12 sehr stark alle Wellenlängen über 450nm sperrt, kommt der positive Einfluß der kurzen Wellenlänge der Auflösung zugut.

Vielleicht hilft die kleine Gegenüberstellung bei der Planung von Aufnahmen, welche im monochromatischen Licht vorgenommen werden.

Viel Spass
Peter

Rene · September 10, 2013, 14:36:31 NACHMITTAGS

Quite clear indeed, Peter. Don't forget to mention you're using a monochrome camera. My experience with a BG25 filter (pretty much similar to BG12) and color cams was dissapointing. And visually causing a headache

)

Best wishes, René

Kurt Wirz · September 10, 2013, 19:39:52 NACHMITTAGS

Hallo Peter

Solche Beiträge mag ich sehr.
Wie so viele Artgenossen hier im Forum,
bin ich ebenfalls (in der Auflichtfotografie),
auf dem Trip eine möglichst hohe Auflösung zu erreichen.

Ich behaupte, dass man mit Blitzlicht, eine höhere Auflösung
erzielt, wie mit (Dauerlicht) LED.
Nicht nur wegen der kurzen Abbbrennzeit des Blitzes
(Vermeidung von Verwackelung), sondern auch deshalb,
weil Blitzlicht mehr Blauanteil (kurzwelliger) und weniger
Rotanteil enthält.
Interessant wäre ein solcher Vergleich,
innerhalb des sichtbaren Bereiches, der mit der entsprechenden
Grad Kelvin Einstellung einer handelsüblichen Kamera
angepasst werden könnte.
LED etwa 2700 - 4000° Kelvin
Blitz 5500 - 6500° Kelvin.

Wie ist der Auflösungsunterschied zwischen LED und Blitz?

Kannst du dies, BITTE, ebenfalls mal ausmessen und darstellen???

Am liebsten würde ich mit Kohlenbogenlampen beleuchten,
doch da ich gerne lebe, unterlasse ich dies.

Danke

Kurt

Jürgen Boschert · September 10, 2013, 20:11:20 NACHMITTAGS

Hallo Peter,

toller Beitrag. Danke !

Werner · September 10, 2013, 20:21:17 NACHMITTAGS

Hallo Kurt!

Warum keine Xenonlampe im Dauerbetrieb?
Ein Blitzlicht ist auch eine Xenonlampe, leuchtet aber halt nur kurz. Beide haben ein fast identisches Spektrum. Die Unterschiede liegen am Glas, eine Blitzröhre ist selten aus Quarzglas.
Eine Xenonlampe kann man auch als Hochleistungs-Blitzlampe betreiben.
Wieso ist ein Kohlebogen lebensgefährlich?

Gruß - Werner

Kurt Wirz · September 10, 2013, 20:47:43 NACHMITTAGS

Hallo Werner

"Wieso ist ein Kohlebogen lebensgefährlich?"

Hochspannung und Hitze so nah am Mikroskop,
wo ich mit meinen Fingern herum fummle.
Das gibt die schwarzen Löcher in den Fingern,
die kenne ich von der Hochspannung des Röhren-Fernsehers.

2 Löffel "doppelsaures Bikarbonat" sind dann nötig!

So bleibt nur noch die Hitze.

Kurt

peter-h · September 10, 2013, 22:56:12 NACHMITTAGS

Hallo Kurt,

da ich jetzt keine Xenonleuchte betriebsbereit habe und auch mit der verwendeten Kamera nicht synchron blitzen kann, bedauere ich dem Wunsch nachkommen zu können. Ich hätte auch noch von IR ~1000nm bis ~ 365nm Aufnahmen beisteuern können, aber das wäre dann mit allen Variationen eine kleine Broschüre geworden. Es sollte der Anregung dienen, mehr nicht.

Viele Grüße
Peter

P.S. ein Teilgebiet meiner Arbeit lag im richtigen Hochspannungsbereich bis 140 kV , da kommt Respekt auf ! Hatte auch einmal einen Funkeninduktor (50 kg) mit ca. 30 cm !!! "Schlagweite" , also ~ 250 kV zur Prüfung und Restaurierung, das macht Spass

the_playstation · September 11, 2013, 02:09:32 VORMITTAG

Hallo Peter,
das die Wellenlänge entscheidend in die Formel eingeht, war mir ja völlig klar.
Andererseits habe Ich andere Faktoren wie Kondensoreinstellung und anderer
Einstellungsfehler (z.B. durch Mich) für viel wichtiger und relevanter gehalten.
Auch die Wahl des Objektives (Apo, Neofluar, Achromat, 100x, ...)
Gerade bei einem noch moderaten 40x Achromaten faszinierend.

Das die Wellenlänge derart gravierende Unterschiede in deinen Bildern zeigt,
ist wirklich erstaunlich. Hätte Ich ehrlich gesagt nicht gedacht,
auch wenn es ja völlig logisch ist.

Andererseits dachten auch Konstrukteure von Brücken und Schiffen z.B.
nicht immer über Wellenlängen nach.

Es ist erstaunlich, wie Sie einem immer wieder und überall begegnen.

Liebe Grüße Jorrit.

koestlfr · September 11, 2013, 08:04:56 VORMITTAG

Hallo Peter!

ULTRASPANNEND!

Bitte mehr davon!

Kannst du ev. wirklich einmal einen Blitz spektral messen? Vielleicht können Werner oder Kurt HW beisteuern.

Liebe Grüße
Franz

peter-h · September 11, 2013, 16:51:23 NACHMITTAGS

Hallo,

es ehrt mich, was mir alles zugetraut wird, aber Kurzzeitspektralfotometrie - welch ein Wort - kann ich leider nicht so einfach realisieren. Dazu wäre ein größerer Aufbau nötig, incl. neuer Software. Das Feld überlasse ich gerne einem anderen Forenmitglied

Ich wollte mit meinen Beispielen den Vorteil der LEDs für Diatomeenaufnahmen zeigen.

Viele Grüße
Peter

Peter Reil · September 12, 2013, 21:27:34 NACHMITTAGS

Hallo Peter H.,

ein beeindruckender und von der Theorie her eigentlich für mich voll begreifbarer Test.

Beim Nachstellen deines Versuchs (BG12 Filter im Durchlicht im Vergleich zur normalen Halogenbeleuchtung) am Olympus BH2 sehe ich bei mir keine nennenswerte Unterschiede. Auch die Aufnahmen mit der CANON 60D bringen sie nicht.

Es liegt wohl sehr viel an deiner monochromen Kamera?

Freundliche Grüße
Peter R.

Rene · September 13, 2013, 10:09:21 VORMITTAG

I can't beat Peter's images, but I can show images I made with the setup from our diatomists:

Respectively daylight filter (no data), BG7 (bluegreen, peak 480nm) and BG25 (deep-blue, peak 390nm). 100W Halogen.

Absolutely raw images, cropped only. Zeiss planapo 100/1.3, cardioid 1.2-1.4 condenser (immersed with water) on a Oly BHS with 5x relay on a TIS monochrome ccd. I made the images for the quality purposes, hurrah for ISO17025.
BG7 and BG25 data sheets can be found here: http://www.schott.com/advanced_optics/english/download/schott_bandpass_bg7_2008_eng.pdf and here: http://www.schott.com/advanced_optics/english/download/schott_bandpass_bg25_2008_eng.pdf
Differences are subtle, it is a smaller range in wavelength and also towards the edge of the diffraction limit. In practice the blue-green filter is in use, also for imaging.

Best wishes, René

(replies in Deutsch welcome, as usual)

Stefan_O · September 13, 2013, 10:53:00 VORMITTAG

Hi Rene,

may I make a guess? If I look to the filter curve, your filters still have a considerable amount of IR transmittance while the 100W halgen does not make much blue. As a result you see more red/IR than anything else, which gives the bad result in resolution and a lot of grey. Peter used the LED and practically got rid of that problem. I wonder what would happen if you combine the filters with a thick KG1...

Just one cent also the region here starts with 5 cents..

Cheers,
Stefan

peter-h · September 13, 2013, 11:08:28 VORMITTAG

Hallo Peter R.

mir sind Farbkameras immer ein großes Mysterium. Es beginnt bei der Bayermaske mit den unterschiedlichsten Farbfilterpünktchen und endet nach dem Bildprozessor, welcher selbst beim RAW Format noch seinen Senf dazu gibt. Bei manchen Chips habe ich auch schlechte, bzw. wenig selektive Farbfilter gesehen. Das darf der Bildprozessor dann wieder ausgleichen.
Einen quick and dity Test habe ich mit der kleinen DFK72 durchgeführt und konnte jedenfalls nach der Wandlung in ein SW Bild eine schlechtere Auflösung und weniger Kontrast erkennen, als bei der Farbtrennung in RGB und Beurteilung nur des Blaukanals.

Vielleicht ist das eine Erklärung.
Viele Grüße
Peter (H)

Rene · September 13, 2013, 11:13:09 VORMITTAG

Not in my Aldi Stefan, we still get single cents!

I'm 99% sure the illuminator has a KG glass build in, but good point, I will check.

BTW, don't check this image by other images, the contrast is specimen dependent. It is used to have a standard between objectives and/or filters (in this case), but it is not standardized itself. A proper calibration slide would cost too much for this purpose.

Best wishes, René