Mikrokristalle fotografieren mit der Lochkamera.

Hallo, liebe Freunde der Mikrokristalle,

kann man Mikrokristalle wirklich mit einer Lochkamera fotografieren?

Ich habe es ausprobiert und tatsächlich, es funktioniert. Natürlich darf man keine Wunder hinsichtlich der Schärfe erwarten.

Wer eine Spiegelreflexkamera oder eine der neuen spiegellosen Kameras sein Eigen nennt, muss auch keinen besonderen Aufwand betreiben.

In der Literatur wird empfohlen und das ist auch der einfachste Weg, als „Objektiv“ einen Kameradeckel zu verwenden. Man bohrt darin mittig ein ca. 5 mm großes Loch. In ein Stück Aluminium-Folie, ca. 1 x 1 cm, wird mit einer Stecknadel ein kleines Loch gebohrt. Die Folie klebt man auf den Kameradeckel. Mit dem Deckel wird das Kameragehäuse verschlossen. Fertig ist die Lochkamera. Das funktioniert prima. Es sollten dabei einige Dinge beachtet werden:

Größe und die Güte des Lochs in der Folie sind entscheidend für die Qualität der Fotos.

Betrachten wir zunächst die Lochgröße. Es ist wie mit der Blende beim Fotoapparat:  Eine große Blendenöffnung bringt viel Licht aber verminderte Schärfe.  Schließt man die Blende zu weit, so nimmt die Schärfe auch wieder ab. Letzteres liegt an der Beugung der Lichtwellen am Rand der Blende. In einem früheren Beitrag habe ich das Phänomen der Beugung besprochen. https://mikrokristalle.com/2017/03/30/beugung-von-lichtwellen/

Trifft Licht auf ein Hindernis, z.B. eine Lochblende, wird es an den Rändern abgelenkt. Je kleiner das Loch ist, umso größer ist der Anteil des abgelenkten Lichts, was zu verstärkter Unschärfe führt.

Somit müssen wir einen Kompromiss finden zwischen Lichtstärke und Schärfe. Für die optimale Lochgröße spielt die Brennweite der Lochkamera, der Aufnahmeabstand und die Wellenlänge des Lichts eine Rolle. Die Brennweite ist bei der Lochkamera der Abstand zwischen Lochblende und Kamerasensor.

Mit der folgenden Gleichung kann man den optimalen Lochdurchmesser berechnen:

1/a + 1/b = 2,56 x λ / d2

b = Brennweite (Kamera-Sensor bis Bajonett)

a = Aufnahmeabstand

d = Lochdurchmesser

λ = Wellenlänge

Umgeformt nach d:

d = √ ( 2,56 x λ ) / ( 1/a + 1/b)

Als Wellenlänge kann man einen mittleren Wert von 560 nm einsetzen.

Bei meiner Kamera (Sony Alpha 7) beträgt der Abstand vom Kameradeckel zum Sensor ca. 2 cm. (An der Kamera befindet sich eine Markierung für den Sensor).

Aufnahmeabstand ca.10 cm

Damit beträgt der optimale Lochdurchmesser unter diesen Bedingungen:

d =√ (2,56 x 560 x 10-9 m) / (1/0,1 m + 1/ 0,02 m)

= 0,309 mm

Kommen wir nun zur Güte des Lochs. Hier kann uns unser Mikroskop sehr helfen. Sticht man ein Loch mit einer Stecknadel in eine dünne Alufolie und betrachtet man es unter dem Mikroskop, so sieht es meist ziemlich unschön aus. Es ist weder rund, noch hat es einigermaßen glatte Ränder. Solche Löcher geben keine guten Aufnahmen. Verwendet man eine weiche Unterlage, z.B. ein Radiergummi, werden die Löcher besser. Zum Runden muss man fast immer vorsichtig nacharbeiten. Das ist etwas mühsam.

An Stelle einer Alufolie habe ich dünne schwarze Pappe verwendet und mit der Spitze eines Zirkels ein Loch gestochen, Unterlage Holz.

Hier eine Mikroaufnahme des Lochs:

Mit Zirkelspitze gestochenes Loch in dünner Pappe.

Mit Zirkelspitze gestochenes Loch in dünner Pappe.

Es ist auch nicht vollkommen, aber doch ganz brauchbar. Auch sind die Ränder nur wenig ausgefranst.

Den Lochdurchmesser habe ich folgendermaßen grob bestimmt. Bei gleicher Vergrößerung habe ich eine Aufnahme eines transparenten Lineals angefertigt.

Transparentes Lineal.

Man sieht den Abstand zwischen 2 Millimeterstrichen. Am Bildschirm habe ich Lochdurchmesser und den mittleren Abstand der beiden Linien gemessen.

Daraus errechnet sich ein Lochdurchmesser von ca. 0,3 mm. Also (rein zufällig) der optimale Wert.

Die Pappscheibe mit dem tollen Loch habe ich aber nicht auf einen Kameradeckel, sondern auf eine Rolle mit schwarzem Klebeband geklebt. Diese Rolle passte zufällig genau in die Fassung meines Balgengeräts. Hier ein Foto:

Balgengerät mit „Lochkameraobjektiv“.

Die Pappscheibe mit dem Loch befindet sich zwischen Rolle und Balgenfassung.

Balgengerät mit "Lochobjektiv".

Balgengerät mit „Lochobjektiv“.

Zusammen mit dem Balgengerät haben wir jetzt ein „Lochkamera-Zoomobjektiv“.

Die folgenden Bilder von Adipinsäure wurden mit diesem Equipment aufgenommen:

Adipinsäure (Kürzester Balgenauszug).

Adipinsäure (Kürzester Balgenauszug).

 

Adipinsäure (Mittlerer Balgenauszug),

Adipinsäure (Mittlerer Balgenauszug),

 

Adipinsäure ( Längster Balgenauszug).

Adipinsäure ( Längster Balgenauszug).

Die Belichtungszeiten lagen bei ca. 30 Sekunden bei ISO 200 -600.

Die Adipinsäureschmelze befand sich zwischen 2 Objektträgern mit 2 gekreuzten Polfiltern. Als Lichtquelle diente eine Taschenlampe. Einzelheiten findet man in meinem Blogbeitrag

https://mikrokristalle.com/2019/03/12/fotografieren-farbiger-mikrokristalle-im-polarisierten-licht-ohne-mikroskop/

Bedenkt man, dass hier ohne Linsen fotografiert wurde, so ist das Resultat doch sehr beachtlich. Man muss bei Beurteilung der Schärfe auch bedenken, dass die Bilder auf einen Sensor 24 x 36 mm aufgenommen wurden, und somit stark vergrößert sind. Es sind ja noch Sommerferien, vielleicht regt es den einen oder anderen meiner jungen Leser zum Experimentieren an.

 

Soviel für heute, liebe Freunde der Mikrokristalle,

ich wünsche fröhliches Experimentieren und eine gute Zeit.

 

H-D-S

 

 

 

 

 

 

 

 

Mikrokristalle im polarisierten Licht, fotografiert mit einem Weitwinkelobjektiv in Retrostellung.

Hallo liebe Freunde der Mikrokristalle,

was tun, wenn man noch kein Mikroskop besitzt, aber Mikrokristalle im polarisierten Licht fotografieren möchte?

Wir kehren unser Objektiv um und machen es so zu einem Objektiv, geeignet für hochwertige Nahaufnahmen. Dafür benötigen wir einen Umkehrring. Den bekommt man für ca. 10 EURO z.B. bei Amazon für alle gängigen Objektive und Kameras. Zusätzlich benötigen wir eine Spiegelreflexkamera oder eine der neuen spiegellosen Kameras bei denen man das Objektiv wechseln kann. Glücklich kann sich schätzen, wer noch ein altes Objektiv mit Blenden- und Entfernungseinstellung am Objektiv besitzt. Gut geeignet für unsere Zwecke sind Weitwinkel-Objektive.

Ich habe ein altes Zeiss-Distagon 28 mm gewählt. Bei diesem Objektiv beträgt der Gewindedurchmesser für Filter  59 mm.  Als Kamera diente eine Sony Alpha 7. Das ist eine spiegellose Kamera, an die sich sehr gut in die Jahre gekommene Objektive adaptieren lassen. Somit benötigte ich einen Umkehrring mit Gewindeduchmesser 59 mm, zum Anschluss an das Objektiv und Sony E-Mount Bajonett als Verbindung zur Kamera.  Der Umkehrring wird wie eine Gegenlichtblende vorne auf das Objektiv geschraubt.

Jetzt kann man das Objektiv mit der Frontlinse zur Kamera ansetzen.

Zeiss-Distagon in Retrostellung an Sony Alpha 7

Bei dieser Anordnung werden keinerlei Daten zwischen Kamera und Objektiv übertragen. Sowohl Blende, als auch Schärfe müssen manuell eingestellt werden. An der Kamera habe ich die ISO-Zahl auf 200 eingestellt und dazu die passende  Belichtungszeit manuell gewählt. Mit dem Umkehrring wurde ein Abbildungsmaßstab von 1:1 erzielt.

Auf einem Objektträger wurden einige Kristalle von Adipinsäure verteilt und mit einem zweiten Objektträger abgedeckt. Die Säure wurde vorsichtig auf einer Herdplatte aufgeschmolzen. Adipinsäure schmilzt bei 151 Grad Celsius. Beim Abkühlen trat spontan Kristallisation ein. Zwischen 2 gekreuzten Polarisationsfiltern und mit einer Taschenlampe im Durchlicht beleuchtet, wurde die Probe fotografiert. (Eine genaue Beschreibung der Vorgehensweise siehe: https://mikrokristalle.com/2019/03/12/fotografieren-farbiger-mikrokristalle-im-polarisierten-licht-ohne-mikroskop/

Hier das Ergebnis:

Adipinsäure-Kristalle, fotografiert im polarisierten Licht mit einem Distagon 28 mm in Retrostellung.

Wenn man, das gilt für alle Fotos auf diesem Blog, Bilder vergrößert ansehen will, bitte drauf klicken. Nochmaliges Klicken vergrößert noch stärker. Zurück geht es mit dem Pfeil oben links.

 

Eigentlich wollte ich das Thema „Fotografieren von Mikrokristallen ohne Mikroskop“ hier abschließen. Aber da kam mir noch der Gedanke, die Sache auf die Spitze zu treiben. In meinem nächsten Beitrag fotografiere ich Mikrokristalle im polarisierten Licht ohne Mikroskop und ohne Objektiv oder sonstige Linsen.

Wie das gehen kann, liebe Freunde der Mikrokristalle, beschreibe ich in meinem nächsten Blogbeitrag.

Bis dahin wünsche ich eine gute Zeit und fröhliches Experimentieren.

H-D-S

Mikrokristalle im polarisierten Licht fotografieren mit einem Makroobjektiv

Hallo liebe Freunde der Mikrokristalle,

in meinem letzten Blogbeitrag habe ich Kristalle im polarisierten Licht mit Hilfe eines 50 mm Normalobjektivs an einem Balgengerät fotografiert.
Man kann natürlich auch an Stelle eines Balgengerätes Zwischenringe benutzen. Die sind, wenn sie ohne Übertragung von Daten arbeiten, sehr preiswert.

Egal welches Objektiv wir mit Zwischenringen oder Balgengerät kombinieren. Für die Tauglichkeit ist der Abbildungsmaßstab von Bedeutung. Er beschreibt, um welchen Faktor ein Gegenstand vergrößert wird. Dabei bezieht er sich auf das Bild auf dem Sensor oder auf dem Film. Um ihn zu ermitteln muss man also die Maße des Sensors unbedingt kennen. So besitzt ein Vollformat-Sensor eine Höhe von 24 mm und eine Breite von 36 mm. Er hat also die gleichen Maße wie ein Kleinbildfilm.

Definiert wird der Abbildungsmaßstab als der Quotient aus Bildgröße (auf dem Sensor) und Gegenstandsgröße.

Abbildungsmaßstab = Bildgröße / Gegenstandsgröße

β = B / G

Es ist sehr nützlich, den Abbildungsmaßstab selber zu ermitteln. Das geht sehr einfach.

Ein Beispiel mit einer Sony Alpha 7 (Vollformat) mit 2 Zwischenringen 10 mm + 16 mm und Makroobjektiv ( Brennweite 60 mm + Adapter) soll die Sache erläutern.

Bestimmung des Abbildungsmaßstabes.

Das Objektiv wird auf die kürzeste Entfernung eingestellt. Fotografiert wird ein Zollstock oder ein anderes Zentimetermaß. Nach dem Scharfstellen wird die Länge des abgebildeten Zollstocks im Sucher abgelesen. Hier sind es, wie man sieht, 23 mm.  Somit beträgt die Gegenstandsgröße  G = 23 mm. Der Gegenstand füllt die Breite des Suchers und somit auch des Sensors voll aus. Also beträgt die Bildgröße 36 mm (Breite des Vollformat_Sensors).

β = B / G = 36 mm / 23 mm

Zähler und Nenner durch 23 dividiert ergibt:

β = 1,56 / 1

Gewöhnlich schreibt man, der Abbildungsmaßstab beträgt 1,56 : 1.  Der Zollstock wird also um das 1,56 fache vergrößert.

Ist der Abbildungsmaßstab bekannt, kann man z. B. schnell abschätzen, wie groß ein Gegenstand sein darf, um ihn noch bildfüllend abzulichten zu können.

Oder umgekehrt, hat man z.B. einen Käfer bildfüllend fotografiert, kann durch Umstellen der Gleichung die wahre Größe des Käfers berechnet werden:

G = B / β.

Mit der hier beschriebenen Makroeinrichtung habe ich eine Aufnahme von Salicylsäure gemacht. Die Säure bekommt man beim freundlichen Apotheker. Früher wurde Salicylsäure wegen ihrer antimikrobiellen Eigenschaften auch zur Konservierung von Lebensmitteln verwendet, das ist aber inzwischen verboten. In der Kosmetik und Medizin findet sie aber Verwendung. Salicylsäure ist Ausgangsstoff für zahlreiche bedeutende chemische Verbindungen. Am bekanntesten ist wohl die Acetylsalicylsäure, besser bekannt als Aspirin. Besonders in amerikanischen Kaugummisorten findet man als Geschmacksstoff Wintergrünöl. Das ist ein Salicylsäuremethylester.

Für das Foto habe ich einige Körnchen Salicylsäure auf einem Objektträger zum Schmelzen gebracht und mit einem zweiten Objektträger abgedeckt, damit sich die Schmelze gut verteilt. Puristen unter den Mikroskopikern werden jetzt die Nase rümpfen. Eigentlich muss man ein Deckgläschen zum Abdecken nehmen, denn gute mikroskopische Objektive sind so korrigiert, dass auch das Deckgläschen einbezogen ist. Wir wollen es hier aber mal nicht so genau nehmen, wir fotografieren hier ja auch nicht durch ein Mikroskop. Wenn man es sehr genau nimmt, muss man bei der Ermittlung des Abbildungsmaßstabes beachten, dass Sucherbild und Sensorbild nicht immer zu 100 % übereinstimmen. Eventuelle Abweichungen findet man im Bedienungshandbuch.

Den bzw. die Objektträger habe ich wie im letzten Beitrag beschrieben zwischen 2 Polarisationsfilter gelegt und mit einer Taschenlampe im Durchlicht bei abgedunkeltem Raum beleuchtet.

Jetzt aber endlich das Foto:

Salicylsäure-Schmelze

Ein Objektträger hat eine Breite von ca. 2,6 cm. Verteilt man die Schmelze auf eine Länge von 3,6 cm, kann man bildfüllend mit einem Objektiv fotografieren, das einen Abbildungsmaßstab von 1 : 1 erreicht. Kein Problem für Makroobjektive.

Aber auch mit einem Weitwinkelobjektiv in Retrostellung kann man diesen Abbildungsmaßstab erreichen, wie wir in meinem nächsten Blogbeitrag sehen werden.

Soviel für heute, liebe Freunde der Mikrokristalle. Das Thema schließe ich in meinem nächsten Beitrag mit Fotos ab, die mit einem 28 mm Weitwinkelobjektiv und einem Umkehrring aufgenommen wurden.

Bis dahin wünsche ich eine gute Zeit.

H-D-S

 

 

 

Fotografieren farbiger Mikrokristalle im polarisierten Licht ohne Mikroskop

Hallo liebe Freunde der Mikrokristalle.

Angeregt durch eine sehr nette Leserin meines Blogs, möchte ich heute zeigen, wie man wunderschöne, farbige Kristallfotos auch ohne Mikroskop erzeugen kann.

Was benötigen wir? Eine Spiegelreflexkamera oder eine der neuen spiegellosen Systemkameras, idealerweise mit einem Objektiv f. 50 mm bezogen auf Kleinbildformat. Ev. einen Adapter,ein Balgengerät, 2 Polarisationsfilter und eine Lichtquelle.

Hier gleich ein Foto des Aufbaus:

Farbige Kristalle fotografieren im polarisierten Licht.

Farbige Kristalle fotografieren im polarisierten Licht.

Das Kameragehäuse, einer Sony Alpha 7 (Vollformatkamera), habe ich mittels eines Adapters (Sony E-Mount auf m42) mit einem Balgengerät verbunden. Als Objektiv wurde ein 50 mm Domiplan  der Firma Meyer Optik Görlitz verwendet. Nicht die Kamera, sondern das Balgengerät am Stativ befestigen. Ich verwende dazu einen Kugelkopf, er ist auf den Fotos nicht zu sehen. Stativ,Balgengerät und Objektiv sind über 50 Jahre alt. Zwischen 2 Polarisationsfiltern befindet sich der Objektträger mit den Mikrokristallen. Als Lichtquelle diente eine Taschenlampe. Um das Licht etwas zu dämpfen habe ich eine milchige Plastikschachtel zwischen Filtern und Lampe eingefügt. Das Kameragehäuse wurde mit einer Wasserwaage, aufgesteckt auf dem Blitzschuh, ausgerichtet.

Einige wichtige Dinge sind zu beachten:

Verwendet man Zirkularpolarisationsfilter, so müssen sie von der richtigen Seite verwendet werden.

Die Lichtquelle darf keine LED-Lampe sein, weil diese Lampen nur ein sehr enges Lichtwellenspektrum besitzen, man würde keine farbigen Bilder erhalten!

Die Aufnahme muss im abgedunkelten Raum erfolgen.  Zuviel nichtpolarisiertes Nebenlicht schadet dem Polarisationseffekt.

Bei mir sah die Sache dann so aus:

 

Aufnahme im abgedunkelten Raum

Aufnahme im abgedunkelten Raum

 

Das Resultat zeigen die beiden folgenden Aufnahmen:

Schwefelkristalle aus einer Schmelze im polarisierten Lich

Schwefelkristalle aus einer Schmelze,fotografiert im polarisierten Licht

 

Adipinsäure

Adipinsäurekristalle fotografiert im polarisierten Licht

Das alte Balgengerät überträgt natürlich keinerlei Objektiv-Werte an die Kamera. Daher habe ich die Kamera auf manuell gestellt. Sowohl die Blende, also auch die Schärfe wurden von Hand am Objektiv eingestellt. (Mit dem Hoch- und Runterfahren der gesamten Apparatur, und/oder der Variation der Balgenlänge, zunächst grob scharfstellen, dann am Objektiv die Feineinstellung vornehmen). An der Kamera habe ich die Einstellung der ISO-Werte auf automatisch gesetzt und dann die Zeit an der Kamera so gewählt, dass der ISO-Wert 1600 ASA nicht überschritt, um Rauschen zu vermeiden. (Stellt man den ISO-Wert auf automatisch, kann man Blende und Zeit fast beliebig wählen, die Kamera regelt dann die Belichtung über den ISO-Wert. Man muss nur aufpassen, dass der Wert wegen Rauschen nicht zu groß wird). Die Sony A7 hat einen elektronischen Sucher, das Scharfstellen war kein Problem.

Es ist doch interessant und beachtlich, wie gut uralte Gerätschaften mit hochmoderner Technik zusammenarbeiten. Ganz nebenbei: An der Sony Alpha 7 verwende ich mit einem Novoflex Adapter mit großem Spaß meine alten Contax/Yashica-Objektive von Zeiss. Mit diesen alten Objektiven zu fotografieren, ist ein richtiges Vergnügen. Es entschleunigt das Fotografieren gewaltig. Wie schon oft erwähnt, wenn ich Markennamen nenne erfolgt das nicht, weil ich ein Honorar dafür bekomme. Ich bin zum Glück völlig unabhängig in meinem Urteil.

Ich hoffe, ich konnte Ihnen ein paar Anregungen geben. Für meine jungen Leser: Schaut doch mal bei Opa auf den Speicher, vielleicht entdeckt ihr dort ein paar noch ungehobene fotografische Schätze. Und dann gib es ja auch noch eBay.

Soviel für heute liebe Freunde der Mikrokristalle,

ich wünsche eine gute Zeit und viel Spaß beim Experimentieren.

H-D-S