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Auflösungsgrenze Stemi

Begonnen von Jürg Braun, September 08, 2009, 09:02:00 VORMITTAG

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hinrich husemann

#15
Hallo Diskutanten,
nur ein kleiner "Nachschlag": Die von mir gesten abend erwähnten Stereo-Objektivpaare ZEISS 2X/0,05 , 4X/0,08 und 8X/0,12 haben - rein rechnerisch (ideal. Zweipunkt-Auflösung bei inkohärenter Beleuchtung und Rayleigh-Kriterium, für lambda(v) = 0,55µm, Auflösungsgrenze: d = 0,61 lambda(V)/NA ) -:  eine Auflösungsgrenze d / Auflösungsvermögen 1/d von etwa  6,7µm / 150 LP/mm ; 4,2µm / 240 LP/mm und  2,8µm / 360 LP/mm . Objektive mit Auflösungsvermögen von 1000 bzw. 1500 LP/mm müssten danach Numerische Aperturen von 0,33 bzw. 0,5 haben. Zumindest für Stereo-"Lupen", unter denen man auch von Hand "fummeln" kann, ist das m.E. etwas reichlich. Auch die Tiefenschärfe ist dort sicher sehr begrenzt. Aber es gibt ja offenbar auch "gehobenere" andere Anwendungszwecke.
Freundliche Mikrogrüsse
H. Husemann


PS: Nun habe ich -nach langer Mitgliedschaft- endlich 70 Beiträge. Ob ich wohl jemals ein "full member", geschweige denn ein "senior"- oder gar ein "hero"-member werde?

Eckhard

Hallo die Herren,

nach der Erläuterung durch Herrn Husemann (Herzlichen Dank dafür!) habe ich jetzt verstanden was Herr Jülich meinte.

Das die modernsten Stereomikroskope solche Auflösungen zustande bringen, ist wirklich erstaunlich - auch wenn wir vom Auflösungsvermögen eines 40x Durchlichtobjektivs noch ein bisschen entfernt sind.

@Bernd,

ZitatWenn man sich wenig mit der Mikroskopie beschäftigt, hat man natürlich auch entsprechend wenig beizutragen.
Es liegt also ganz bei Ihnen, welchen Member Status Sie erreichen möchten.

Ist das der Grund, warum Du zu allem und permanent Deinen Senf dazugibst? Auf dem Fasttrack zum Heromember? Sei mal selbstkritisch und schau Dir viele Deiner Beiträge an. Es ist doch oft kein wirklicher Inhalt sondern nur Geplaudere.

Seltenere Kommentare mit hohem Informationsgehalt wie die von Herrn Husemann bringen die Diskussion inhaltlich voran.

Herzliche Grüsse
Eckhard
Zeiss Axioscope.A1 (HF, DF, DIK, Ph, Pol, Epifluoreszenz)
Nikon SE2000U (HF, DIK, Ph)
Olympus SZX 12 (HF, DF, Pol)
Zeiss Sigma (ETSE, InLens SE)

www.wunderkanone.de
www.penard.de
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hinrich husemann

Hallo die Herren,
wo wir schon dabei sind,vielleicht noch etwas zur Tiefenschärfe oder (logisch sicher besser) Schärfentiefe dz; wieder konventionell berechnet (ohne Berücksichtigung der Akommodation des Auges) : Man kann Sie aufteilen in einen wellenoptischen und einen geometrisch-optischen Anteil : dz  =  n * lambda(v) /2 * NA^2   +   150µm * n / NA * V(Mik)
mit n als Brechzahl (hier für trockene Objekte in Luft n = 1 genommen), Wellenlänge lambda = 0,55 µm und V(Mik) als Gesamtvergrößerung des Mikroskops.
Objektive 2X / 0,05 , 4X / 0,08 und  8X / 0,12 mit Okularen 10X : Beispiel 2,5X/0,05: dz =  0,55 µm / 2 * 0,05^2  +  150 µm / 0,05 * 20 =  110µm + 150µm = 260 µm  =  0,26 mm . Analog für 4X/0,08: dz = 43µm + 47µm = 90µm = 0,09 mm ;  8X/0,12: dz = 19µm + 16µm = 35µm = 0,035 mm .
Kommt mir selbst alles doch recht eng vor; aber vielleicht macht die Akommodation ( "Oldies" sehen dabei natürlich "alt" aus) noch etwas dazu.
Nochmals freundliche Mikrogrüsse
H. Husemann ;


PS. irgendwie hatte das mit den Smilies nicht geklappt. ;D ;D  

A. Büschlen

An alle die sich für die optische Leistung der Stereomikroskope Wild M1A / Wild M1B interessieren:



Quelle: Microskopion 31

Freundliche Grüsse

Arnold Büschlen
Schwerpunkt z.Z.:
- Laub- und Lebermoose.
- Ascomyceten als Bryoparasiten.
- Nikon Optiphot I mit HF, DIC.
- Nikon Microphot mit HF, Pol.
- Zeiss Standard Universal mit HF, Ph, Pol.
- Wild M3Z mit Ergotubus.
- Nikon SMZ-U Zoom 1:10 mit ED Plan Apo 1x.

Nomarski

#19
Hallo Herr Husemann,

ich möchte nicht aufdringlich sein, aber vielleicht haben Sie noch eine kurze Erklärung, welche Bewandnis das v ín lambda(v) hat. Ich konnte es noch nicht entnehmen.
Zitatdz  =  n * lambda(v) /2 * NA^2   +   150µm * n / NA * V(Mik)
Der Rest läßt sich durch Einsetzen der entsprechenden Werte errechnen.

Gruß
Nomarski

@Eckhard
ZitatIst das der Grund, warum Du zu allem und permanent Deinen Senf dazugibst? Auf dem Fasttrack zum Heromember? Sei mal selbstkritisch und schau Dir viele Deiner Beiträge an. Es ist doch oft kein wirklicher Inhalt sondern nur Geplaudere.

Seltenere Kommentare mit hohem Informationsgehalt wie die von Herrn Husemann bringen die Diskussion inhaltlich voran.
Aber sonst geht es dir gut? Irgendwo kann ich nicht erkennen, daß deine Kommentare einen Sinn in diesen abgehobenen Budenzauber bringen. Was die Selbstkritik anbelangt, so solltest du dich doch mal an deine eigene Nase fassen. Und für wen oder was hälst du dich überhaupt, daß du hier meinst, solche Anordnungen erteilen zu können?

Eckhard

#20
Hallo Bernd,

das ist die Bereksche Formel.

Visuell empfundene Schärfentiefe = n [λ/(2·NA^2) + 340μm / (NA·VMik)]

n = Brechungsindex Medium (hier 1)
VMik = Vergrösserung des Mikroskops
λ = Wellenlänge (550 nm für weisses Licht)

Bei Göke steht 150µm, aktuelle Publikationen von Leica nehmen 340µm?

Leica Publikation

Scharfe Grüsse
Eckhard
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Nomarski

Hallo Eckhard,

mich hat das lambda(v) einwenig irritiert,
das wird wohl aber daran liegen, daß man die griechischen Buchstaben Lambda und "nü", mit denen in der Literatur die Wellenlänge angegeben wird, mit dem Zeichensatz der Tastatur nicht so einfach darstellen kann.

Die Formel ans sich war mir eben nicht geläufig, sonst hätte ich nach den Feinheiten auch nicht gefragt.

Gruß
Bernd

Nomarski

#22
ZitatAn alle die sich für die optische Leistung der Stereomikroskope Wild M1A / Wild M1B interessieren:

Hallo Arnold,

beim genaueren Hinsehen der Daten zu den Wild-Stereo-Mikroskopen fällt mir auf,
daß zwar im Prinzip zahlreiche Vergrößerungskombinationen möglich sind, aber bei Objektivwechsel auch sehr
schnell der Arbeitsabstand drastisch hin- und herspringt.
Es läßt sich zwar dann alles einstellen, aber komfortabler ist es eben doch, wenn man nicht immer die Okulare umstecken muß und die meisten Beobachtungen mit der Schaltwalze oder mit dem Zoom zu erschlagen sind,
ohne daß man noch viel am Fokustrieb kurbeln muß.

Gruß Bernd

P.S.: Aber warum verzetteln wir uns eigentlich in der Abbildungstiefe, wenn es doch um die Auflösungsgrenze geht? Die Abbildungstiefe hängt von der numerischen Apertur des Objektives und des Abbildungsmaßstabes ab.

hinrich husemann

#23
Hallo,
die 150 µm (ca. 1/7 mm) stammen an sich aus dem Michel (also von ZEISS); von Berek (also von Leitz) die 340 µm . Trotz aller Theorie wurden diese Faktoren in der Formel visuell weitgehend empirisch ermittelt; und vielleicht guckte man bei der Konkurrenz ja jeweils etwas anders. Das betraf nebenbei historisch auch die Theorie der mikroskopischen Abbildung (Abbe´sche Theorie). Leider sind diese mehr theoretischen Aspekte in dem sonst sehr interessanten neuen Buch von Gerlach weniger behandelt.

Bezüglich "lambda(v)": Das (v) deutet an, dass es sich in der Formel um die Vakuum-Wellenlänge handelt. Allgemein hängt die Wellenlänge lambda bei gegebener Frequenz auch vom Ausbreitungsmedium mit der Brechzahl n ab: lambda = lambda(v) / n . Das n ist dann schon in der Numerischen Apertur NA = n * sin u . (Auch Luft hat, spitz genommen, eine vom Vakuum  - n = 1 (integer!) -  mit n = 1,0003 etwas verschiedene Brechzahl).

Leicht schärfenvertiefte Mikrogrüsse
H. Husemann

peter-h

@ Herrn Jülich

Sie haben geschrieben
in Kombination mit dem Plan APO 2,3 schafft das Discovery eine Auflösung von knapp 1000 LP/mm
Das ergibt ganz grob geschätzt, dass das Plan Apo 2,5 eine NA von > 0,55 haben müßte. Sehe ich das richtig? Im Vergleich zu "normalen" Mikroobjektiven mit NA ~ 0,1 bei 2,5-fach wäre das ganz erstaunlich. Oder wo mache ich einen Denkfehler?

MfG
P.Höbel

Werner Jülich

Sie wissen doch genau, wie man Auflösungen bestimmt!

Wir nehmen z.B. einfach die Testplatte von Zeiss und lesen ab, was da steht. Wenn man dann noch die wirksamen Linsendurchmesser und den Arbeitsabstand betrachtet, dann kommt man zu dem Ergebnis, dass der doppelte Sinus nicht so klein sein kann, wie beim von Ihnen genannten Objektivstummelchen mit RMS-Gewinde, die weit entfernt über der Probe im Objektivrevolver hängen.

Ein schönes Wochenende

Werner Jülich

peter-h

Hallo Herr Jülich,

danke für die Antwort, aber leider .....
Wir nehmen z.B. einfach die Testplatte von Zeiss
hat das nicht Jedermann ! Meine Recherche landete immer bei Preisen > 1000 €  :o , habe ich momentan nicht in der Portokasse. Kennen Sie eine günstige Einkaufsquelle für so ein Teil, das man 1 oder 2mal / Jahr benötigt?

Schöne Grüße
P. Höbel

Werner Jülich

Nein, wobei die ja auch bis 3000 LP/mm reichen, wer braucht das schon. Ich habe mich einmal um Testplatten bis 1500 LP/mm bemüht, leider ohne Erfolg, obwohl da sicher ein Markt wäre.
Meine Antwort war auch nur Flachs, von Ihnen würde ich einen klassischen Messaufbau mit geeignetem Präparat erwarten. Wir haben aber Kunden, die früher Auflösungen unter 1µm mit EPI-Objektiven beobachtet haben, die jetzt zum V12 bzw. V20 umgezogen sind. Zuerst die Übersichtsaufnahme, dann das Detail, Stereomikroskop mit 3fach Objektivrevolver und allerlei hübschen Beleuchtungsmöglichkeiten, schnell und reproduzierbar.

Wir werden im November noch einmal ein-zwei Tage Zeiss-Mikroskope vorführen, da kann man dann einmal sehen, was die modernen Stereomikroskope drauf haben.

Werner Jülich

Eckhard

Hallo Herr Höbel,

Wilfried hatte mal von seinen Experimenten zum Erstellen von Testplatten erzählt. Frag ihn doch mal nach seinen Fortschritten.

Herzliche Grüsse
Eckhard
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hinrich husemann

#29
Hallo Stemiker, ;D
wenn man den Durchmesser D = 2R der Frontlinse - deren Vorderfläche stellt ja sicher keine Hauptfläche dar - für eine Numerische Apertur von 0,55 entsprechend einem Aperturwinkel von u = 33° (wie sie etwa zur Auflösung von 1500 Lp/mm nötig wäre) als Funktion des freien Arbeitsabstandes X abschätzend berechnet, nimmt man vielleicht besser den Tangens. Es ergibt sich dann R/X = tg u bzw. D = (2 tg u) * X . In unserem Fall also D = (2*tg 33°) * X  = 1,3 * X . Für einen freien Arbeitsabstand X = 1cm, 2cm, 3cm und 5cm  also etwa Frontlinsendurchmesser von 1,3cm, 2,6cm, 3,9cm und 6,5cm . Bis auf Letzteren erscheint mir das, verglichen mit aufwendigen Photoobjektiven, nicht als übermäßig. Vielleich könnte Herr Jülich ja mal diese Daten nennen?
Freundliche Mikrogrüsse ins Wochenende
H. Husemann

Nachtrag: für eine NA von 0,33 , wie nötig zur Auflösung von 1000 Lp/mm, ergäben sich danach mit D = 0,7*X entspechende Frontlinsendurchmesser X  von etwa 7 mm , 1,4 cm, 2,1 cm, 3,5 cm ; alles noch sehr mäßig