Welche Brennweite haben Barlow-Linsen für Stereomikroskope?

[chemikus]

https://www.ebay.com/itm/Microscopio-Estereo-0-5X-Lente-Barlow-auxiliar-de-Lente-Objetivo-1-7-8-48-mm-W-D-165-/282655557503?_ul=BO

Im Bereich Stereomikroskopie kann man als Zubehör anschraubbare Zusatzlinsen kaufen, sog. Auxiliary Lenses oder auch Barlow-Linsen genannt. Diese kommen in einem zylindrischen Gehäuse mit Gewinde und mit aufgedruckten Faktoren wie "0.5x" oder "2x". Damit ist der Gesamteffekt auf die Mikroskopvergrößerung gemeint. Mit einer aux-Linse 0.5x geht die Gesamtvergrößerung um die Hälfte runter, der Arbeitsabstand wird länger (so circa 2x länger), das field of view hat den doppelten Durchmesser. Der Aufdruck "2x" oder "0.75x" ist meiner Einschätzung nach nicht identisch mit der Lupenvergrößerung der betreffenden Aux Linse, die ich da in der Hand habe, sondern bezieht sich auf das Gesamtsystem.

Aux Linsen mit Aufdruck "2x" oder allgemein >1x sind konvexe Linsen. Auch das ist konsistent. Wenn ich eine Sammellinse habe (wenn ich das ganze Mikroskop als Sammellinse auffasse) und bringe eine konkave Linse in die Nähe, dann geht die Brennweite des Linsenystems rauf oder die Vergrößerung des Systems runter. Das habe ich verstanden.

Was man auch sieht, dass die Barlow-Konvexlinsengehäuse mit Faktoren >1x immer länger werden, die Konkavlinsengehäuse werden umso länger je kleiner der Faktor ist. Ein Linsengehäuse 0.3x ist länger als 0.75x. Wenn sich durch den Einsatz der Barlowlinse die Vergrösserung deutlich ändern soll, dann muss der Abstand "Barlow zu Objektiv" groß sein. Vielleicht werden bei derartigen Barlow-Linsen immer die gleichen Brennweiten verwendet, was sich ändert ist nur die Gehäuselänge und der Abstand zum Hauptobjektiv. Auch denkbar.

Meine Frage: Was ist die Brennweite einer solchen Aux Linse oder wie kann ich das berechnen? Ich habe aktuell keine solche hier, mit der ich das experimentell bestimmen könnte. Ich habe mal versucht mit "Brennweite eines Zweilinsensystems" F = f1*f2/(f1+f2-d) herzumzurechnen, bin aber auf Brennweiten für die Barlow gekommen, die im Bereich +/- 10...20...30mm liegen. Das erscheint mir zu wenig. Wenn ich mich erinnere eine solche Barlow-Linse mal als Verkleinerungslupe benutzt zu haben, dann liegt der Lupen-Arbeitsabstand bei ca. 200mm.

Das lag vielleicht auch daran, dass ich die Tubuslänge eines Stereomikroskops mit 160mm vielleicht falsch angenommen habe. Die Brennweite eines 4x Stereomikroskop-Objektivs läge dann bei 40mm. Irgendwo hakt's, aber ich weiss nicht, wo.

[Eckhard F. H.]

...das field of view

Er meint das Sehfeld. 
Gruß - EFH

[Lupus]

Die Bezeichnung Barlow-Linse ist falsch. Der Begriff ist für eine Linse reserviert, die nach dem Objektiv, relativ kurz vor dem Okular, montiert wird um die Objektivbrennweite zu verlängern. Es handelt sich dabei um ein Konkavlinsensystem, man verwendet es normalerweise bei Fernrohren.

Die Vorsatzlinsen für Stereomikroskope des Abbe-Typ (Fernrohrtyp) verlängern oder verkürzen die Objektivbrennweite und werden direkt vor das Stereoobjektiv montiert. Ihre Vergrößerungswirkung hängt von der jeweiligen Brennweite des vorderen Mikroskopobjektives ab, die je nach Mikroskophersteller unterschiedlich ist. Mit der Tubuslänge hat das nichts zu tun. Grob gesagt ist diese Objektivbrennweite durch den Arbeitsabstand bestimmt, da der erste Teil der Objektivoptik (das gemeinsame Objektiv für beide Strahlengänge) das Bild ins Unendliche abbildet.

Hubert

[Stuessi]

Hallo chemikus,

mein Wild M7 Stereomikroskop hat ein Objektiv mit ca. 100 mm Brennweite.
Das Objekt muss also in 100 mm Gegenstandsentfernung liegen.

Für dünne Linsen berechne ich:

Bildweite b
Gegenstandsweite g
Brennweite f

Die Vorsatzlinse 2x muss in dieser Entfernung ein doppelt so großes virtuelles Bild erzeugen:
b = - 2*g  ===>  f = 2*g

mit z. B. g = 40 mm ===> b = -80 mm und ich erhalte für die

Vorsatzlinse f = 80 mm einen Abstand der Linse vom Objektiv des Stereomikroskops von 20 mm.

Gruß
Rolf


edit:

Ich habe eine Linse mit etwa 8 cm Brennweite gefunden und in etwa 2 cm Abstand davor gehalten:

ohne werden 0,76 mm auf 23,6 mm Sensorbreite abgebildet.




mit Vorsatzlinse werden 0,40 mm auf 23,6 mm Sensorbreite abgebildet:

[reblaus]

Worum geht es eigentlich genau? Nur eine theoretische Erörterung wie das berechnet wird (dann kann ich nichts beitragen) oder soll eine Linse erworben und angebaut werden? Ich habe an meinem Zeiss-Stereomikroskop eine (sehr teure) plankonkave Vario-Vorsatzlinse 0,3x-0,5x. Der Preis steckt aber weniger in dem relativ simplen Achromaten, sondern in der Schneckentriebmechanik der klobigen Fassung, mit der man den Abstand der Linse vor dem Hauptobjektiv um etwa 25 mm variieren kann.

Gruß

noch'n Rolf

[chemikus]

Worum geht es eigentlich genau? Nur eine theoretische Erörterung wie das berechnet wird [...]

Im Prinzip ja. Als Versuch verschiedene Jargons zur Deckung zu bringen oder sich im Jargon der anderen Seite zu tummeln. Mikroskopiker sprechen selten von Brennweite, eher von Vergrößerung. Bei Teleskopleuten ist es oft umgekehrt. Teilchenphysiker sprechen von Elektronenvolt, die von den Stadtwerken von Kilowattstunden. Kraftmikroskopiker (AFM) sprechen von Nanonewton und sind erstaunt, wenn sie hören, welchen irrwitzigen Druck ihre Tastnadel auf die Probe ausübt.

Wer nie so richtig zur Deckung zu bringen ist, sind Chemiker und Esoteriker. Beide sprechen von Energie, nur meinen beide etwas grundsätzlich anderes.

[chemikus]

Vorsatzlinse f = 80 mm einen Abstand der Linse vom Objektiv des Stereomikroskops von 20 mm.

Das scheint mir ein wichtiger Hinweis, herzlichen Dank. In wieweit muss man beachten, dass nach dem Anschliessen der Aux Linse 2x der Arbeitsabstand auf fast die Hälfte runtergeht?

Edit: Experimenteller Beweis wurde von Stuessi geliefert. Sehr erhellend.

[Stuessi]

g   b   f   Abstand Obj.-Vorsatzlinse
mm   mm   mm   mm
         
10   -20   20   80
20   -40   40   60
30   -60   60   40
40   -80   80   20
50   -100   100   0

Der Abstand zwischen Gegenstand und Vorsatzlinse kann in meinem Beispiel (bei Faktor 2) höchstens g= 50 mm betragen.

[Lupus]

Hallo Rolf,
die Tabelle verstehe ich nicht. Im konkreten Beispiel hat die Vorsatzlinse 80 mm Brennweite und 20 mm Abstand. Dann geht der Arbeitsabstand von 100 mm auf 40 mm zurück.

Hubert

[Stuessi]

Hallo Hubert,

der Abstand zwischen Vorsatzlinse und Gegenstand beträgt g = 40 mm.
Bei f = 80 mm liegt das (virtuelle) Bild bei b = - 80 mm, also noch 40 mm hinter dem Gegenstand.
Auf dieses fokussiere ich mit meinem Stereomikroskop, das 100 mm Arbeitsabstand besitzt.
Deshalb muss der Abstand zwischen Objektiv des Stereomikroskops und Vorsatzlinse 100 mm - 80 mm = 20 mm betragen.

Viele Grüße
Rolf

[Lupus]

Hallo Rolf,
ich bin davon ausgegangen dass Du nur die verschiedenen Arbeitsabstände für dein konkretes Beispiel darstellen willst.

Hubert