Einfluss der Objektbeleuchtung auf Auflösung und Kontrast - Schiefe Beleuchtung

Begonnen von Lupus, Mai 01, 2021, 20:09:52 NACHMITTAGS

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D.Mon

Hallo Hubert,

das ist wirklich super.
Vielen herzlichen Dank.

Viele Grüße
Martin
Bitte per "Du" - Martin alias D.Mon
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Glück kann man nicht kaufen.
Aber man kann ein Mikroskop kaufen und das ist eigentlich dasselbe!
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Mikroskope: Motic Panthera U, Lomo MBS-10
Kamera: Sony ILCE-6400

Lupus

Zur Vervollständigung dieses Thread: Ich habe die als Anlage angehängten Bilder, deren Fotos aus einer früheren Diskussion stammen, ebenfalls in die zusammenfassende PDF integriert.

Hubert

jcs

Hallo Hubert,

vielen Dank für die Zusammenstellung als pdf. Ich habe mir das gleich heruntergeladen und mit Interesse gelesen. Ich finde, Du hast da eine richtige Fundgrube erstellt, anhand der sich viele der oft "mystisch" diskutierten Effekte der schiefen Beleuchtung auf den Boden der physikalischen Tatsachen bringen lassen.

LG

Jürgen

Jürgen Boschert

Hallo Hubert,

herzlichen Dank für die Mühen. Habe mir das PDF gleich abgespeichert. So vollständig und übersichtlich habe ich das bisheer nirgends gefunden.
Beste Grüße !

JB

Lupus

Hallo,

es freut mich dass das Thema auf Interesse stößt, auch wenn es z.T. für viele sicher nicht ganz einfach nachvollziehbar ist.
Immerhin gab es bisher 60 Zugriffe auf den Downloadlink, davon 13% aus Österreich, 6% aus den Niederlanden und 8% aus drei weiteren Ländern.  :)

Hubert

Reinhard

Hallo Hubert,

vielen Dank für diese umfassende Arbeit!
Leider gehöre ich nicht zu den ausreichend vorgebildeten Forum-Mitgliedern, die das Thema mal eben durchlesen
und verstehen können. (die Fourier-Analyse z.B. muss ich in der Obersekunda verpasst haben  ;) )
Ich entnehme der Arbeit vor allem, daß scheinbare strukturelle Verbesserungen durch diese Beleuchtungstechnik eher
Täuschungen sind.
Mich würde es dennoch interessieren, welche einfacheren Schlüsse ein einfacher Mikroskopbesitzer wie ich, aus
Deinen Erkenntnissen ziehen kann, wenn er sich in der Praxis mit der "Schiefen Beleuchtung" befassen möchte.

Viele Grüße
Reinhard
seit wann ist Kunst ein Fehler ?



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www.mikrochemie.net

rhamvossen

Hallo Hubert,

Ich nehme an das die schwarze Kreise in Bild 10 nicht der Objektiv Apertur zeigen, wie man das sieht mit ein Phasenteleskop? Also, der weisse Keis ganz links zeigt nicht 75% der Apertur aber 100%? Beste Grüsse,

Rolf

Lupus

Hallo Reinhard,

ZitatIch entnehme der Arbeit vor allem, daß scheinbare strukturelle Verbesserungen durch diese Beleuchtungstechnik eher Täuschungen sind.
Mich würde es dennoch interessieren, welche einfacheren Schlüsse ein einfacher Mikroskopbesitzer wie ich, aus Deinen Erkenntnissen ziehen kann, wenn er sich in der Praxis mit der "Schiefen Beleuchtung" befassen möchte.
zunächst solltest Du den Aufsatz nicht überbewerten, es geht eigentlich um Hintergrundwissen das für wissenschaftlich orientierte Anwendungen der schiefen Beleuchtung sicherlich sinnvoll ist. Nach dem Motto: Wissen ist Macht, nichts wissen macht auch nichts.   :D
Im Gegensatz zum Phasenkontrast nach Zernike und DIK ist die schiefe Beleuchtung halt kein kommerzielles und genau definiertes Verfahren, es gibt auch Aussagen hier im Forum wonach die schiefe Beleuchtung ein schlechtes Phasenkontrastverfahren ist weil die Ergebnisse unreproduzierbar seien. Es ist m.E. dann ein sehr gutes und natürlich auch unschlagbar billiges Verfahren, wenn man es richtig anwendet.

Es gibt eigentlich zwei diskutierte Aspekte, die verbesserte Auflösung und das Phasenkontrastverfahren - je nachdem mit welchen Objekten man sich beschäftigt. Ein Teil der missverständlichen Diskussion über schiefe Beleuchtung ist das Thema höhere Auflösung der schiefen Beleuchtung gegenüber der achsparallelen Beleuchtung. Hier ist das Problem aber der Begriff schiefe Beleuchtung, der von Abbe in seiner Beugungstheorie anders gemeint war als man unter der schiefen Beleuchtung als Phasenkontrastverfahren versteht. Das habe ich eigentlich mit abgehandelt. Und darum sehe ich auch Diatomeenfotografien mit schiefer Beleuchtung kritisch.

Was bleibt ist die Anwendung als Phasenkontrastverfahren. Natürlich sieht man den kontrastierenden Reliefeffekt praktisch bei jeder Art Beleuchtung die unsymmetrisch zur optischen Achse erfolgt - egal ob man eine Linse schief stellt, verschiebt oder eine Blende am optimalen oder weniger optimalen Ort anbringt. Das Ergebnis ist dann aber nicht unbedingt kontrollierbar. Das eigentliche Resumee ergibt sich aus den Bildern 12 und 13, die diesen Aspekt zumindest theoretisch beschreiben. Wenn man ein DIK-ähnliches, reproduzierbar interpretierbares Bild möchte sollte man eine wie in Bild 13 gerechnete, genau halbseitige Blende verwenden. Wenn der Kontrast sehr gering ist könnte man durch eine schmale, halbringförmige Blende den Kontrast auf Kosten der Detailgenauigkeit erhöhen so wie es in Bild 12 erfolgt ist. Der Qualitätsabfall ist aber beim Vergleich der Beugungsbilder des halbkreisförmigen Objektes zwischen Bild 12 und 13 gut erkennbar. Und diese günstige halbkreisförmige Form der Blende, mit Abwandlungen der durch die Blendemitte verlaufenden Form des Kreisabschnittes (statt einer Geraden eine konvexe oder konkave Kurve) ist eigentlich schon lange bekannt und insofern würde ich mit meinem Aufsatz für die Praxis keine besonderen neuen Erkenntnisse verknüpfen. Dass die Lage einer solchen Blende optimalerweise in (aber zumindest möglichst nahe an) der vorderen Kondensorbrennebene sein sollte, ist eigentlich auch schon bekannt.

Hubert

Lupus

Hallo Rolf,

die schwarzen Kreise unterhalb der Diatomeen-Fotos sind Abbildungen der realen Aperturblenden, so wie sie in den Kondensor (in dem Fall ein Zeiss NA 0.9 mit wegklappbarer Frontlinse) als Folien eingelegt wurden. Position zwischen der Kondensorhauptlinse und der Frontlinse, wo sich die Brennebene befindet. Die linke Blende leuchtet 100% der NA des Objektives aus, der dicke Rand dient nur um den Rest des Kondensorlichtes abzublenden.

Hubert

Thomas M

Herzlichen Dank Hubert,

für Deine schöne Zusammenstellung und dass Du diese mit uns teilst. Gerade auch die mathematische Behandlung hat mir gefallen. Auch wenn das beim praktischen Arbeiten zunächst keine unmittelbare Rolle spielt, ist das doch hilfreich um ein besseres Verständnis für die Bildentstehung zu gewinnen. Würdest Du ein bestimmtes Tool empfehlen für numerische Berechnungen?

Viele Grüße
Thomas


Lupus

Hallo Thomas,

ZitatWürdest Du ein bestimmtes Tool empfehlen für numerische Berechnungen?
schwieriges Thema, kommt darauf an welche Kenntnisse man hat, wie umfangreich das Problem ist und ob es kostenlos sein soll. Ich bin u.a. mit Fortran aufgewachsen (als Student in einer Zeit, als man die Programme noch mit Lochstreifen dokumentierte) und habe eigentlich viel selbst programmiert. Mittlerweile gibt es ja auch tolle Apps für das Smartphone, mit denen man komplexe Funktionen numerisch auswerten und grafisch darstellen kann. Ich habe im Forschungslabor und in der Produktentwicklung das Programm Mathcad verwendet, das es leider seit einigen Jahren nur noch als relativ teure Jahresaboversion gibt. Meine alte private Version versuche ich trotz der regelmäßig geänderten Betriebssystem-Versionen über die Zeit zu retten. Das ist eigentlich das beste Programm, um alles was an physikalischen und technischen Problemen irgendwie mathematisch darstellbar ist, relativ einfach zu berechnen. Es besitzt viele vorprogrammierte Funktionen, und gute grafische Darstellungsmöglichkeiten bis zur 3D-Animation. Ich habe es gerne für physikalische Modellsimulationen verwendet.

Hubert



Wutsdorff Peter

Hallo Lupus microscopiensis,
da ich viel mit mech. Schwingungen zu tun hatte und die Mathe dazu mir nicht gerade fremd ist, meine Hochachtung und Gratulation zu diesem Beitrag. Du solltest das in einer Zeitschrift veröffentlichen.
Mit Grüßen auch von Herrn Fourier
Peter

Lupus

Hallo Peter,

Zitatmeine Hochachtung und Gratulation zu diesem Beitrag. Du solltest das in einer Zeitschrift veröffentlichen
vielen Dank. Ich bin ein Anhänger der Open-Access-Bewegung. Mich ärgert es immer wieder wenn man zum Download für einzelne Artikel typischerweise 30-40 $ an den Verlag zahlen muss .....

Hubert