Aspirin, Auswirkung unterschiedlicher Kontrastierungsverfahren

Fahrenheit · Dezember 27, 2008, 23:09:50 NACHMITTAGS

Guten Abend liebe Kristallfreunde,

heute habe ich mir nochmal meinen Aspirinansatz vorgenommen. Die Lösung kristallisiert nun seit gut 2 Wochen langsam aus, die Kristalle wachsen noch immer, es ist noch nicht alles Wasser unter dem Deckglas verdunstet.

Am Beispiel dieser Aspirinkristalle hier nun einmal die Auswirkungen der unterschiedlichen Kontrastierungsverfahren Hellfeld, Dunkelfeld, Pol neutral, Pol gekreuzt und Pol gekreuzt mit Hilfsobjekt.

Die Aufnahmen wurden mit einem 20x Leica C-Plan Objektiv gemacht und sind nicht nachbearbeitet. Sie zeigen natürlich immer den selben Bildausschitt. Photografiert wie immer mit meiner Canon S 3IS durchs Okular. Der Vergleichbarkeit wegen habe ich alle Bilder mit identischem Weißabgleich gemacht.

Bild 1: Hellfeld (hier mit gedimmter Beleuchtung, sonst wäre es zu hell gewesen)

Bild 2: Dunkelfeld (der Objektträger lag leider die ganze Zeit ohne Staubschutz im Regal

)

Bild 3: Polfilter neutral

Bild 4: Polfilter gekreuzt

Bild 5: Polfilter gekreuzt mit Acryl als Hilfsobjekt

Einen schönen Abend!
Jörg

Fahrenheit · Dezember 28, 2008, 14:33:44 NACHMITTAGS

Hallo liebe Mirofreunde,

sorry wegen des Doppel-Postings, aber der große Unterschied zwischen dem Bild im normalen Hellfeld und dem mit parallelem Polarisator / Analysator (Bild 1 und Bild 3) hat mir keine Ruhe gelassen.

Zunächst habe ich überlegt, ob ich vielleicht einen Fehler im Setup habe. Nach einigem Hin und Her glaube ich das jedoch ausschließen zu können. Einziger offener Punkt: der Analysator ist recht tief im DM E 'versteckt', um ihn zu entfernen, muss ich den Tubus abnehmen. Er bleibt also immer drin.

Auch das Wälzen meiner alten Physikbücher hat mir nicht wirklich weiter geholfen. Kann der Unterschied zwischen den Bildern eines optisch aktiven Kristalls mit einem Polarisationsfilter im Tubus und beiden parallelen Polarisationsfiltern (der Polarisator liegt beim DM E auf der Leuchtfeldblende) so frappierend sein? Oder mache ich hier einen Fehler?

Vielen Dank!
Jörg

Detlef Kramer · Dezember 28, 2008, 20:22:36 NACHMITTAGS

Hallo,

wenn er "dick" genug ist, wohl ja. Es entstehen Gangunterschiede, die im Analysator wieder zur Interferenz gelangen. Das kann genügen.

Herzliche Grüße

Detlef

Frank D. · Dezember 28, 2008, 20:23:31 NACHMITTAGS

Zitat von: Fahrenheit in Dezember 28, 2008, 14:33:44 NACHMITTAGS
Kann der Unterschied zwischen den Bildern eines optisch aktiven Kristalls mit einem Polarisationsfilter im Tubus und beiden parallelen Polarisationsfiltern (der Polarisator liegt beim DM E auf der Leuchtfeldblende) so frappierend sein? Oder mache ich hier einen Fehler?

Hallo Jörg,
nein, einen Fehler machst Du nicht.

In dem Moment, in dem Du zwei parallele Polfilter nutzt, wird zwar der Hintergrund nicht wesentlich geschwächt, wohl aber alle vom Kristall verzögerten Bereiche.
Und das kann, abhängig vom Grad der Doppelbrechung, bis zur völligen Auslöschung reichen.

Deshalb auch die Komplementärfarben bei wechselnder gekreuzter und paralleler Filterstellung:
(Hab das Gipsmineral schnell einmal geknipst; nicht unter dem Mikroskop!)

MfG
Frank

Bernhard Lebeda · Dezember 28, 2008, 21:24:16 NACHMITTAGS

Zitat von: Frank Donat in Dezember 28, 2008, 20:23:31 NACHMITTAGS

Und das kann, abhängig vom Grad der Doppelbrechung, bis zur völligen Auslöschung reichen.

Deshalb auch die Komplementärfarben bei wechselnder gekreuzter und paralleler Filterstellung:
(Hab das Gipsmineral schnell einmal geknipst; nicht unter dem Mikroskop!)

Hallo Frank

ähem, weshalb die Komplementärfarben?

Der Grund ist doch wohl folgender:

parallele Pols-- Auslöschung durch Interferenz bei n λ/2

gekreuzte Pols--Auslöschung durch Interferenz bei n λ

Grüsse vom Pol

Bernhard

rekuwi · Dezember 28, 2008, 22:19:18 NACHMITTAGS

Hallo Jörg,
ich sehe leider nur das letzte Bild, und das auch erst nach dem zweiten Anlauf. Ist die Datenmenge der Bilder zu groß? Ich habe einen schnellen DSL-Anschluß, eigentlich müßten die Bilder gleich erscheinen. Ich frage mich, woran das liegt. Es ist nicht das erste mal daß mir das passiert, hatte schon einige Male Schwierigkeiten die Bilder von Beiträgen zu sehen.
Liebe Grüße von Regi

Frank D. · Dezember 28, 2008, 22:38:50 NACHMITTAGS

Zitat von: Bernhard Lebeda in Dezember 28, 2008, 21:24:16 NACHMITTAGS
Hallo Frank
ähem, weshalb die Komplementärfarben?
Der Grund ist doch wohl folgender:
parallele Pols-- Auslöschung durch Interferenz bei n λ/2
gekreuzte Pols--Auslöschung durch Interferenz bei n λ
Grüsse vom Pol
Bernhard

Aber Bernhard,

wir haben es hier doch mit weißem Licht zu tun!
Zwar ist der Farbverlauf dem von Interferenzen ähnlich, das Mineral erzeugt aber lediglich einen Gangunterschied.
Die Farben entstehen dann durch Auslöschung im Analysator, natürlich für den jeweiligen Polarisationszustand.
Und so sieht man dann die Komplementärfarben, die sich aus den übrigen Farbanteilen zusammensetzen.
Ohne Analysator, keine Farben!

MfG
Frank

Fahrenheit · Dezember 28, 2008, 23:14:18 NACHMITTAGS

Hallo,

vielen Dank für die Erläuterungen! Mit Eurer Hilfe und einigen Seiten aus dem Optik-Band von Bergmann Schaefer bekomme ich es wieder einigermassen zusammen. Erschreckend, was man alles so vergessen kann, wenn man es nicht mehr braucht.

@ Regi:
An der Bildgröße sollte es nicht liegen, die Bilder sind alle so um die 0,5 MB groß. Auch seltsam, dass das letzte Bild angezeigt wird. Bekommst Du eine Fehlermeldung und/oder die Kästchen mit dem roten "X" anstelle der Bilder?

Das liest sich fast so, als ob mein Bilder-Hoster Lieferschwierigkeiten hätte.

Einen schönen Abend!
Jörg

Bernhard Lebeda · Dezember 29, 2008, 00:00:03 VORMITTAG

Zitat von: Frank Donat in Dezember 28, 2008, 22:38:50 NACHMITTAGS

Aber Bernhard,

wir haben es hier doch mit weißem Licht zu tun!
Zwar ist der Farbverlauf dem von Interferenzen ähnlich, das Mineral erzeugt aber lediglich einen Gangunterschied.
Die Farben entstehen dann durch Auslöschung im Analysator, natürlich für den jeweiligen Polarisationszustand.
Und so sieht man dann die Komplementärfarben, die sich aus den übrigen Farbanteilen zusammensetzen.
Ohne Analysator, keine Farben!

Aber Frank

vielleicht war meine Formulierung etwas zu salopp knapp. Aber Deine Herleitung der Komplementärfarben ist mit Verlaub zu schwammig (oder kann die jemand nachvollziehn?).

Der Reihe nach: natürlich reden wir von weissem Licht! Und ich hab auch nichts von "ohne Analysator" gesagt! (Abgesehen davon dass natürlich auch ohne Analysator Farben auftreten können, das sind dann Absorptionsfarben!)

Interferenzfarben ergeben sich durch Auslöschung einer durch den Gangunterschied bestimmten Wellenlänge (= λ). Die restlichen Wellenlängen des Spektrums mischen sich zur Interferenzfarbe. Das ist die Situation bei GEKREUZTEN Pols.

Bei parallelen Pols erfolgt die Auslöschung eben jener durch den Gangunterschied bestimmten Wellenlänge schon bei einem halben Durchgang der Amplitude, eben λ/2 (normale Interferenzregel!!). Daher ergeben sich bei parallelen Pols Komplementärfarben!

Viele interferenzfreie Grüsse

Bernhard

Frank D. · Dezember 29, 2008, 00:20:03 VORMITTAG

Zitat von: Bernhard Lebeda in Dezember 29, 2008, 00:00:03 VORMITTAG
Aber Deine Herleitung der Komplementärfarben ist mit Verlaub zu schwammig (oder kann die jemand nachvollziehn?).

Hallo Bernhard,
dann frag Jörg mal, ob er mit einer Lehrbucherklärung, die vielleicht auch noch abgeschrieben wurde, was anfangen kann!

Diese dann, auch für den Laien verständlich aufzuarbeiten, wäre lobenswert.
Ich bin eben auch noch zu sehr Laie um dies befriedigend zu meistern.
Aber wie sagt man .... der Weg ist das Ziel

Mit freundlichem Gruß
Frank

Bernhard Lebeda · Dezember 29, 2008, 00:45:04 VORMITTAG

Zitat von: Frank Donat in Dezember 29, 2008, 00:20:03 VORMITTAG

dann frag Jörg mal, ob er mit einer Lehrbucherklärung, die vielleicht auch noch abgeschrieben wurde, was anfangen kann!

Warum so gereizt? Wir müssen uns alle durch die Lehrbucherklärungen beissen bei dieser nicht einfachen Thematik! Und mehr als unklare Formulierungen durch saubere zu ersetzen kann man in so einem Forum nicht tun. Das ist klar dass das nicht auf Anhieb verständlich ist (ich kau da schon Jahre dran rum!).

Und den Jörg wird das alles gar nicht tangieren, denn seine eigentliche Frage bezog sich auf den Unterschied zwischen HF und parallelen Pols. Und das hat mit Komplementärfarben nichts zu tun!

Tschüss (können wir ja am 2.1. persönlich ausdiskutieren

Bis dahin

Guten Rutsch

Bernhard

Bernhard Lebeda · Dezember 29, 2008, 00:54:07 VORMITTAG

P.S. Nachtrag

mit "schwammig" wollte ich eigentlich höflich sein. Daher mal direkt:

Diese Deine Aussage ist schlicht falsch:

"Die Farben entstehen dann durch Auslöschung im Analysator, natürlich für den jeweiligen Polarisationszustand.
Und so sieht man dann die Komplementärfarben, die sich aus den übrigen Farbanteilen zusammensetzen."

Das sollte so nicht unwidersprochen stehen bleiben, sonst wird das mit dem Verständnis bei uns Laien nie was (ich weiss wovon ich spreche!).

Bernhard

hinrich husemann · Dezember 29, 2008, 13:17:55 NACHMITTAGS

Hallo Pol-Freunde,
zur Frage der Farben vielleicht ein kleines Experiment mit einem Lambda-Plättchen als Objekt; es setzt allerdings die Verfügbarkeit eines kleinen Handspektroskops voraus. Also: Licht an, ohne Präparat, Polfilter exakt gekreuzt, Gesichtsfeld "voll duster". Dann Lambda-Plättchen korrekt orientiert in den Strahlengang zwischen den Polfiltern bringen (an sich egal wo dort, z.B. als Objekt oder konventionell oberhalb des Objektivs), Gesichtsfeld schön rot. Das jetzt betrachten durch das Handspektroskop: Man sieht das ganze Spektrum bis auf ein dunkles Band im Grünen, idealerweise um die Wellenlänge 551 nm herum. Grün wird also weitgehend gelöscht; den verbleibenden "Rest" des Spektrums empfinden wir als (etwas blaustichiges) Rot. Letzteres gilt allgemein als Komplementärfarbe zu Grün.
Die Löschung von Grün 551 nm und die Schwächung seiner näheren Umgebung geschieht durch Interferenz im Analysator, wo ja nur dessen Schwingungsebene zugelassen ist. Zunächst wird das aus dem Polarisator tretende Licht vektoriell "verteilt" auf die beiden im Plättchen zugelassenen, senkrecht zueinander orientierten Schwingungsebenen mit unterschiedlicher Ausbreitungsgeschwindigkeit. Nach jeweiligem Durchlaufen der Platte treffen diese polarisierten Wellenzüge auf den Analysator. Nur deren Komponenten, die in dessen Schwingungsebene fallen, können sich dann dort überlagern. Das Lamdaplättchen ist nun so "gestrickt", dass (im sichtbaren Bereich) nur für die Vakuum-Wellenlänge 551 nm nach Austritt ein Gangunterschied von genau 1 Wellenlänge zwischen beiden Wellenzügen besteht. Deren Komponenten in der Schwingungsebene des Analysators sind gleich groß, schwingen aber im Gegentakt und löschen sich bei der Überlagerung - also durch Interferenz - voll aus. An sich kann man das verständlich nur mit einem Vektor-Bildchen erklären.
Bei dickeren doppelbrechenden Platten kann diese Auslöschungsbedingung - Gangunterschied von 1 oder mehrerer (d. h. ganzzahlig) Wellenlängen(n) für mehrere (bzw. relativ viele) Vakuum-Wellenlängen gleichzeitig erfüllt sein. Es ergeben sich dann - verteilt über alle Spektralbereiche - entsprechende Auslöschungsbänder, und man erhält als "Grenzprodukt" der Farbigkeit das "Weiss höherer Ordnung".
Soweit meine eigenen, sicherlich begrenzten, Einsichten.

Rosarote Mikrogrüsse
H. Husemann

Frank D. · Dezember 29, 2008, 14:51:28 NACHMITTAGS

Hallo Herr Husemann,

Sie beschreiben die Entstehung der Komplementärfarben durch Auslöschen einer Wellenlänge im Analysator,
für gekreuzte Polfilter!

Bernhard schreibt Ähnliches für die parallele Stellung der Polfilter (natürlich für λ/2)!

Liege ich den mit meiner einfachen, pauschalen Erklärung für beide Stellungen so daneben?
"Die Farben entstehen dann durch Auslöschung im Analysator, natürlich für den jeweiligen Polarisationszustand.
Und so sieht man dann die Komplementärfarben, die sich aus den übrigen Farbanteilen zusammensetzen."

Nachtrag:
Diesen Text habe ich nicht abgeschrieben, er ist nach dem Schmökern in einigen Büchern bei mir hängengeblieben.
Für eine Korrektur wäre ich natürlich dankbar.

Mit forschenden Grüßen
Frank Donat

hinrich husemann · Dezember 29, 2008, 15:22:40 NACHMITTAGS

Hallo Herr Donat,
zunächst: Ich wollte ja nicht als Schiedsrichter auftreten, sondern nur meine eigenen Vorstellungen zu diesem interessanten Thema sine ira et studio dazu in die Diskussion bringen. Auch höre ich mir mit Interesse Gegenargumente an; von einer Klärung haben letztlich alle Interessierten etwas. Ihre Ausführungen habe ich nicht als zu meinen widersprüchlich empfunden (so würde das vielleicht auch der Außenminister formulieren).
Den Fall mit den parallelen Polfiltern habe ich noch nie durchgespielt; die nähere Erläuterung würde mich aber sehr interessieren. Auch hier müsste man wohl ein Vektorbildchen studieren. Ich will dazu auch mal etwas experimentieren.
Mit freundlich depolarisierenden Mikrogrüssen
H. Husemann