Anisotropieeffekte in der Erzmikroskopie

[Florian D.]

Glückauf Forum!

Ich kämpfe gerade damit, mich in die Auflichtmikroskopie einzuarbeiten.
Das einzige Buch, dass ich in gedruckter Form zur Verfügung habe, ist die "Anleitung zur Erzmikroskopie" von Arno Mücke, das sehr praxisorientiert ist.
Breiter Raum wird darin der Einstellung der "Ideallage" des Polarisators für die Untersuchung bei gekreuztem Polarisator und Analysator eingeräumt. Wird diese genau eingestellt, sollte man abwechselnd gleichhohe Maxima und absolute Auslöschung im Abstand von jeweils 45 Grad beobachten, jedoch schon bei leichter Abweichung von der Idealstellung beobachtet man

1. Eine starke Änderung der relativen Intensität benachbarter Maxima (Maxima, die um 180 Grad getrennt sind, habe jedoch immer noch die gleiche Intensität).
2. Eine Verschiebung der Minima ("Verschlagen").
3. Nichtverschwindende Intensität an den Minima.

Das habe ich jetzt mal versucht, zu simulieren. Leider habe ich keine Werte für die richtungsabhängigen Brechungsindices und Extinktionen. Das alles beruht also auf Phantasiewerten.
Ich habe hier angenommen, dass die Abweichungen darauf beruhen, dass bei Abweichung von der Idealstellung des Polarisators das auffallende Licht durch schiefe Reflexion elliptisch polarisiert ist.
Die durchgezogene Linie entspricht perfekter linearer Polarisation, die gestrichelte und gepunktete Linie einer elliptischen Polarisation mit 1 Grad und 5 Grad Polarisationswinkel.

Viele Grüsse
Florian


Die durchgezogene Kurve ent

[Florian D.]

Jetzt habe ich im Taschenbuch für Chemiker und Physiker doch noch Daten für Nickelin (NiAs), Rotnickelkies, gefunden, der als extrem empfindlich gilt, was die Einstellung des Polarisators betrifft. 

[hugojun]

Hallo Florian ,
ein wichtiger Aspekt ist die Beleuchtung mit Glas-Platte oder Prisma.
Die Glasplatte sorgt für reichlich Störung der Polarisation, hauptsächlich am Drehsinn.
Besser ist ein Auflicht-Prisma, da ist schon einiges Kompensiert.
Ich habe Dir mal einige Unterlagen geschickt.

Gruß
Jürgen

[Florian D.]

So, nach der drögen Theorie jetzt ein paar Photos von Covellin, chemisch CuS (die einfache Formel trügt, das Kupfer liegt sowohl ein- als auch zweiwertig vor und der Schwefel als Sulfid S^{2-} als auch als Disulfid S_2^{2-}, der z. B. durch Reaktion von Chalkopyrit (CuFeS2) mit kupferhaltigen Lösungen entsteht, die hier entlang eines feinen Risses eingedrungen sind. Dieser zeigt sehr ausgeprägt Bireflexion, d.h. unterschiedliche Intensität des reflektierten Lichtes welches parallel und senkrecht zur optischen Achse (Covellin kristallisiert im hexagonalen Kristallsystem) einfällt. Das Reflexionsvermögen ist zudem Wellenlängenabhängig, so dass unterschiedliche Farben auftreten (blau und fast weiss: Reflexionspleochromismus).
Im Anhang Bilder in gewohnt schlechter Qualität unter Winkeln von jeweils 90 Grad. Auflicht, mit dem 100x/0.90 Objektiv und zugezogener Aperturblende.

Gruss
Florian

[Florian D.]

Waren die vorherigen Bilder nur mit Polarisator, aber ohne Analysator, so sind die Folgenden mit gekreuztem Analysator aufgenommen und zeigen den Effekt der vorangegangenen Ausführungen, die Anisotropie des Reflexionsvermögens. Dem Auge  erscheint dies als goldoranges Glitzern auf schwarzem Hintergrund. Diese Farbe kommt im Bild leider nicht so zum Tragen. Hier beträgt der angulare Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Aufnahmen jeweils 45 Grad.

Den schönen Anschliff hat Ronald Schulte angefertigt; das Erz stammt aus Lauterberg im Harz. Das letzte Bild zeigt eine Übersichtsaufnahme mit dem 2.5x Objektiv. Man erkennt schön die blauen Covellinflüsse, die durch eine Wüste aus Chalkopyrit und ? fliessen um dann in ein Meer aus Gangart zu münden.

[TPL]

Glückauf Florian!

eine Brechungsindix-Liste gibt's z.B.hier (leider ohne Covellin). Als Buch kann ich den Baumann & Leeder (1991) nur empfehlen.

Viel Erfolg,
Thomas

[olaf.med]

Lieber Florian,

bitte nimm es mir nicht übel, aber Deine Bildqualität ist wirklich inakzeptabel. Du hast doch ein vorzügliches Mikroskop mit einer sehr guten Kameraadaption und die Schliffe von Ronald sind doch auch tadellos - da sollte es hervorragende Bilder geben.

Ich glaube hier stimmt irgend etwas prinzipiell nicht. Ich sehe überall große Beugungsscheibchen wie man sie eigentlich nur bei völlig zugezogener Aperturblende oder völlig dejustiertem Strahlengang sieht. Die sind auch immer an der gleichen Stelle, haben also nichts mit dem Präparat zu tun. Was ist da faul???

Herzliche Grüße,

Olaf

[Florian D.]

Lieber Olaf,

das versuche ich auch herauszufinden. Die Aperturblende ist aber tatsächlich ganz zugezogen. Das sollte man doch bei gekreuzten Polarisatoren so machen?

Viele Grüsse
Florian

[Peter V.]

Lieber Floran,

Lieber Olaf,

das versuche ich auch herauszufinden. Die Aperturblende ist aber tatsächlich ganz zugezogen. Das sollte man doch bei gekreuzten Polarisatoren so machen?

Viele Grüsse
Florian

neeeeiiin!!!  Wie kommst Du denn darauf? Keinesfalls sollte man das machen! Die Aperturblende gehört immer nur moderat zugezogen.

Herzliche Grüße
Peter

[Florian D.]

Hallo Peter,

aber ich will doch möglichst nur das Licht, dass genau senkrecht reflektiert wird. Da ist es doch sinvoll, die Aperturblende weitgehend zu schliessen? Mir ist klar, dass das die Abbildung verschlechtert, aber es geht ja hier eher um die Helligkeits- und Farbunterschiede, denn um hochauflösende Abbildung.

Viele Grüsse
Florian

[Florian D.]

Hier jetzt mal 3 Bilder mit dem 100x Objektiv von ganz geschlossener bis weitgehend geöffneter Aperturblende bei gekreuzten Polarisatoren.
Die Farbeffekte sind nur bei genz geschlossener Aperturblende zu sehen.
Die Farbeffekte, und vor allem der Kontrast, sind nur bei genz geschlossener Aperturblende zu sehen.
Ich habe die Bilder hier in keiner Weise nachbearbeitet.

[Florian D.]

Hier jetzt nochmal Bilder mit dem 50x Objektiv. Erst ohne Analysator, bei "optimaler" Einstellung der Aperturblende. Dann mit gekreuztem Analysator, einmal Aperturblende ganz geschlossen und dann etwas weiter geöffnet.

[derda]

Guten Morgen Florian,

dein 100x scheint einfach viel empfindlicher gegen Streulicht zu sein. Es wundert mich etwas, da es sicherlich ein Auflichtobjektiv ist. Bei schwach vergrößernden Objektiven hatte ich solche Unterschiede auch schon.

Viele Grüße,

Erik

[olaf.med]

Lieber Florian, 

es ist auch wichtig die Leuchtfeldblende bis zum Rand des Gesichtsfelds zu schließen.

Herzliche Grüße, Olaf

[hugojun]

Hallo Zusammen,
laut Mücke sind starke Vergrößerungen und somit hohe Aperturen zur Beobachtung ( nicht Fotographie )der Anisotropie Effekte 
zu vermeiden. Als goldene Regel gilt 16x bis 40 x. Grund ist ein möglichst paralleles Lichtbündel zu schaffen, um über-Strahlung des Anisotropie Effekts zu vermeiden.
Um vergleichbare, reproduzierbare Aussagen im Sinne der Effektbeschreibung machen zu können und um apparative Ursachen zu eliminieren, ist die genaue Lage des Polarisators zum Auflicht-Plättchen und gleichzeitig optimale Dunkel Stellung von Analysator zum Polarisator erforderlich.
Dieser Umstand, der von Gerät zu Gerät unterschiedlichen Fehlstellungen von Polarisator zu Auflicht Plättchen wird Rechnung getragen, indem man Mineral-Beschreibungen macht, die von einer dejustieren von 4° des Polarisators, aber optimal gekreuzten Analysator ausgehen (Mücke S.61 Tab.14).
Zur Messung des Reflektion Vermögens , hat Berek (Rinne Berek 1953) eine Messreihe durchgeführt , die den Einfluss der numerische Apertur auf das Reflektions- Vermögen in Abhängigkeit des Polarisators zur Lage zum Auflicht Plättchen .Wenn man den Polarisator 45° zum Auflicht Plättchen bringt ist das Reflektion vermögen über die Aperturen von 0,1 bis 0,9 konstant , wo bei Lagen 0° oder 90° gegen den Illuminator unterschiede von ca 5% gemessen werden .Der Anisotropie Effekt ist ebenfalls konstant kontrastreich.
Voraussetzung ist , der Analysator 45° kann nachgeführt werden.
Vielleicht kann man diesen Effekt für die Fotographie bei hohen Aperturen nutzen?
Gruß
Jürgen