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Grundlagen - Mikroskopie Infoseite Was versteht man unter Vergrösserung? Die optische Vergrösserung ist das Verhältnis zwischen der scheinbaren Grösse eines Objekts (oder seine Grösse in einem Bild) und seiner wahren Grösse. virtuelles Bild (scheinbare Grösse) VergrösserungsOptik Netzhaut des Auges reale Objektgrösse Vergrösserung und Auflösung VergrösserungAuflösung in x und y Menschliches Auge 1 x 0.2 mm Vergrösserungsglas (Lupe) 10 x 0.02 mm Stereomikroskop 200 x 0.5 µm Mikroskop 1000 x 0.2 µm Elektronen-Mikroskop 1 Mio. x 0.2 nm Vergrösserung Die Vergrösserung eines Mikroskops ergibt sich aus folgender Formel: V(Gesamt) = V(Okular) x V(Tubus) x V(Zoom) x V(Objektiv) V (Okular): V (Tubus) : V (Zoom) : V (Objektiv) : 10x, 16x, 20x, 25x, 40x 1.0 (Std-Tuben), 1.25 (Koax.Bel.& Ultra low), 1.6 (Ergotubus 45°) Zoomfaktor am Mikroskop 0.32 bis 2.0x Definition Auflösung in der Mikroskopie Das Auflösungsvermögen wird in Linienpaaren pro Millimeter angegeben (Lp/mm). Sie hängt von der numerischen Apertur (Na) ab. Die maximale Auflösung eines Stereomikroskopes liegt bei ca. 600 Lp/mm Numerische Apertur (NA) Die numerische Apertur (Formelzeichen NA) beschreibt das Vermögen eines optischen Elements, Licht zu fokussieren. Bei Objektiven bestimmt sie die minimale Grösse des in seinem Fokus erzeugbaren Lichtflecks. Insbesondere ist die NA eine das Auflösungsvermögen wesentlich bestimmende Grösse. Die numerische Apertur (NA) ist eine physikalische Eigenschaft eines Objektivs, bestimmt durch seinem Durchmesser (D) und dem Arbeitsabstand (A) NA=n(Luft)*sina n = Refraktion-Index Luft =1 Die numerische Apertur nimmt mit zunehmendem Arbeitsabstand ab, und damit auch die Auflösung! Einfluss der Numerische Apertur (NA) Die NA beeinflusst die Auflösung proportional Die NA beeinflusst die Schärfentiefe invers proportional Die NA beeinflusst den Arbeitsabstand typisch invers Die NA steigt mit der Vergrösserung, jedoch nicht linear Grundlagen - Mikroskopie Infoseite Die Schärfentiefe misst die Ausdehnung des scharfen Bereichs im Objektraum eines abbildenden optischen Systems. Schärfentiefe = DOF Num. Apertur = NA Wellenlänge = λ Auflösungsvermögen = r Das Auflösungsvermögen r ist durch folgende Gleichung bestimmt: r = 0.61 x λ / NA Schärfentiefe = DOF [mm] Das Auflösungsvermögen bezeichnet die Unterscheidbarkeit feiner Strukturen, also z. B. den kleinsten noch wahrnehmbaren Abstand zweier punktförmiger Objekte. Auflösungsvermögen = r [mm] Auflösungsvermögen und Schärfentiefe Numerische Apertur = NA Sehfeld (FoV) Die Sehfeldzahl (FoV) gibt für Okulare in der Lichtmikroskopie den Durchmesser des Objektfeldes multipliziert mit der Vergrösserung des verwendeten Objektivs in mm an. Die Sehfeldzahl wird für die Okularvergrösserungen angegeben und ist auf den Okularen meistens vermerkt. Optische Qualität (Farbkorrektur) Objektivbezeichnung Achromat (Farbkorrektur für 2 Wellenlängen) Apochromat (Farbkorrektur für 3 Wellenlängen) Plan (Ebenheits- Korrektur) Planapochromat (Ebenheits- und Farbkorrektur für 3 Wellenlängen) Optische Qualität (Verzeichnung) Die Verzeichnung oder optische Verzerrung ist ein geometrischer Abbildungsfehler optischer Systeme, der zu einer lokalen Veränderung des Abbildungsmassstabes führt. Optische Qualität (Domeffekt) Optische Qualität (Astigmatismus) Astigmatismus ist ein Schärfefehler, welcher das von einem Objektpunkt ausgehende und schräg in das Objektiv einfallende Strahlenbündel betrifft. Dabei ist zwischen Meridional- und Sagittalebene zu unterscheiden. In Richtung der Meridionalebene (rot), welche die optische Achse enthält, ist die Linse perspektivisch verkürzt, die Einfallswinkel variieren schneller mit dem Versatz des Strahls im Bündel. Daraus resultiert eine kürzere Brennweite. Grundlagen - Mikroskopie Infoseite Optische Qualität (Parfokalität) Die meisten Mikroskope sind parfokal, d.h. bei unterschiedlicher Vergrösserung bleibt das Objekt im Okular scharf ohne Nachfokussierung. Vorraussetzung ist die richtige Einstellung der Okulare. Optische Qualität (Parfokalität) Auflösung Kontrast Bildfeldwölbung Verzeichnung Domeffekt Farbkorrektur Astigmatismus min. 300 Lp/mm Schwarz bleibt schwarz Scharfes Bild vom Zentrum bis zu den Randzonen Keine Bildverzerrungen Ebenen erscheinen eben Keine Farbsäume Vertikale Auflösung = horizontale Auflösung Optische Qualität (Parfokalität) Auflösung Kontrast Bildfeldwölbung Verzeichnung Domeffekt Farbkorrektur Astigmatismus min. 300 Lp/mm Schwarz bleibt schwarz Scharfes Bild vom Zentrum bis zu den Randzonen Keine Bildverzerrungen Ebenen erscheinen eben Keine Farbsäume Vertikale Auflösung = horizontale Auflösung Stereomikroskope • Stereomikroskope erzeugen ein räumliches Bild von 3-dimensionalen Objekten • Wie beim normalen Sehen betrachtet jedes Auge das Objekt aus einer Richtung • Im Gehirn werden die beiden Teilbilder zu einem stereoskopischen Bild verschmolzen Jedes Auge sieht ein anderes Einzelbild. Das Gehirn fügt daraus ein dreidimensionales Bild zusammen. Komponenten eines Stereomikroskops (CMO) Komponenten eines Stereomikroskops (GREENOUGH) Unterschied zwischen GREENOUGH und CMO Bauart Unterschied zwischen «Fernrohr, Revolver»- und Zoom Prinzip Grundlagen - Mikroskopie Infoseite Beleuchtung (Auflicht) Alle 7 LEDs ein grösste Helligkeit 4 obere LEDs ein 2 seitliche LEDs ein schattenfreie Beleuchtung für erhöhten Kontrast 1 seitliches LED für Schrägbeleuchtung Beleuchtung (Durchlicht + Kombiniert) Nur Durchlicht Durchlicht + Auflicht Praktische Arbeit am Mikroskop Einstellen der Okulare Stereomikroskop Brillenträger sollten die Augenmuscheln in tiefste Position bringen oder abnehmen Praktische Arbeit am Mikroskop Einstellen der Okulare Stereomikroskop Augenabstand muss korrekt eingestellt sein, um optimal zu mikroskopieren Praktische Arbeit am Mikroskop Einstellen der Okulare Stereomikroskop Ergonomische Position hilft Verspannungen zu vermeiden Praktische Arbeit am Mikroskop gemäss Gebrauchsanweisung «Messen» von Leica • • • • Reinigung, Pflege Dioptrien und Strichplatten einstellen Strichplatte Eichen Übungen der verschiedenen Beleuchtungseinflüsse Grundlagen - Mikroskopie Infoseite Technische Daten LEICA E-Serie Technische Daten LEICA E-Serie Technische Daten Zeiss Stémi DV4 Technische Daten FUTURO Mikroskope Stereo-Mikroskop FUTURO Vergrösserung: Bildfeld: Arbeitsabstand: Okulartubus: Okulare: Objektiv: Beleuchtung: 20x und 40x (bis 80x möglich) 10 mm / 5 mm 62 mm Prismenkopf 45° Schrägeinblick um 360° drehbar, mit Dioptrienausgleich WF 10x-20 mm mit Augenmuscheln Objektivrevolver mit Objektiven 2x und 4x Auf- und Durchlichtbeleuchtung Technische Daten FUTURO Mikroskope Stereo-Zoom-Mikroskop FUTURO BZ Vergrösserung: Bildfeld: Augenabstand: Okulartubus: Okulare: Objektiv: Beleuchtung: Technische Daten FUTURO Mikroskope Stereo-Zoom-Mikroskop FUTURO MM 6,5-fach Rastenzoom in fünf Stufen mit Adapter 0,5x mit LED Ringlicht, dimmbar mit Unterlicht mit Vorsatzlinsen 0,5x ,(ergibt zwei Zoombereiche) mit Stativ (Führung Grob- und Feinverstellung) mit Kreuzmesstisch 50 x 50 mm mit Metall- und Glaseinlegeplatte mit USB 2.0 Kamera 1600 x 1200 Pixel mit Kalibrierscheibe 0,1 Teilung 7x - 45x (bis 180x möglich) 30 mm - 4 mm zwischen 51 mm und 75 mm einstellbar Prismenkopf 45° Schrägeinblick um 360° drehbar, mit Dioptrieausgleich EWF 10x / 20 mm mit Augenmuscheln Zoom 0,7 - 4,5x regelbare Halogen -, Auf - und Durchlichtbeleuchtung Grundlagen - Mikroskopie Praktische Arbeit am Mikroskop Einstellen der Okulare Stereomikroskop Brillenträger sollten die Augenmuscheln in tiefste Position bringen oder abnehmen Praktische Arbeit am Mikroskop Einstellen der Okulare Stereomikroskop Augenabstand muss korrekt eingestellt sein, um optimal zu mikroskopieren Praktische Arbeit am Mikroskop Einstellen der Okulare Stereomikroskop Ergonomische Position hilft Verspannungen zu vermeiden Praktische Arbeit am Mikroskop gemäss Gebrauchsanweisung «Messen» von Leica • • • • Reinigung, Pflege Dioptrien und Strichplatten einstellen Strichplatte Eichen Übungen der verschiedenen Beleuchtungseinflüsse Infoseite
