Lineares Polarisationsfilter und λ/4-Plättchen II.

Hallo liebe Freunde der Mikrokristalle,

es hat etwas gedauert, mit dem zweiten Beitrag zur Zirkularpolarisation, in dem ich das Prinzip und den Aufbau eines Zirkularpolarisationsfilters beschreibe.

In meinem letzten Blogbeitrag habe ich experimentell gezeigt, wie sich die Intensität des polarisierten Lichts beim Passieren durch ein zweites lineares Polarisationsfilter in Abhängigkeit vom Drehwinkel verändert. Eine Lichtwelle wurde als eine sinusförmige Schwingung, vergleichbar mit der Schwingung eines angeregten Seils dargestellt.

Skizze einer horizontal und einer vertikal schwingenden Welle

Skizze einer horizontal und einer vertikal schwingenden Welle

Da gibt es aber einen Widerspruch. Würde sich eine Lichtwelle tatsächlich wie eine Seilwelle verhalten, würde schon ein geringfügiges Drehen eines Polarisationsfilters ausreichen, um den gesamten Lichtdurchgang zu sperren. Man hat aber gesehen, daß beim Verdrehen eines der Filter zunächst wenig passiert, dann aber geht es sehr schnell. Die Intensität, mit der das Licht die Polarisationsfilter passiert wurde mit Hilfe des Amplitudenvektors mathematisch beschrieben. Dazu wurde der Amplitudenvektor in seine horizontale und vertikale Komponente zerlegt. Die vertikale Komponente erwies sich als Maß für die Intensität des passierten Lichts. Man muß sich also von der Vorstellung frei machen, daß eine Lichtwelle einer mechanischen  Seilwelle sehr ähnelt. Das Modell der Seilwelle dient nur dem besseren Verständnis. Ich arbeite hier bewusst nicht mit magnetischen und elektrischen Feldvektoren, um die Sache nicht zu kompliziert zu machen. Wenn ich von Wellenvektoren spreche sind die elektrischen Feldvektoren gemeint.

Man kann, wie wir gesehen haben, eine linear polarisierte Lichtwelle, mit einer wie auch immer gearteten Orientierung, mathematisch in einen horizontalen und einen vertikalen Wellenanteil zerlegen.

 

Horizontale und vertikale Komponente einer polarisierten Welle.

Horizontale und vertikale Wellenanteile einer polarisierten Welle.

Beide Wellenanteile verlaufen genau synchron. Nun stelle man sich einmal gedanklich vor, eine der beiden Wellenanteile würde um ein viertel der Wellenlänge, also λ/4 versetzt laufen, wie im folgenden Bild zu sehen ist.

 

Zwei Teilwellen um lambda/4 versetzt.

Zwei Wellenanteile einer polarisierten Welle  um λ /4 versetzt mit den Wellenvektoren.

 

Diese beiden Wellenanteile verlaufen jetzt nicht mehr synchron. Kann man so etwas praktisch durchführen? Ja man kann. Und zwar, man ahnt es schon, mit einem λ/4-Plättchen. Wie funktioniert das?

Bei manchen Kunststoff-Folien können die Moleküle durch mechanisches Strecken in die Länge gezogen werden. Moleküle behindern das Licht beim Passieren und verlangsamen die Lichtgeschwindigkeit. Bei solch langgestreckten Molekülen ist es nicht egal, ob passierende Lichtwellen längs oder quer zur Streckrichtung schwingen, sie werden unterschiedlich stark abgebremst . Und so gelingt es, eine Gangunterschied mit solchen Kunststoffen zu erzeugen. Man kann die Dicke einer solchen Kunststoffschicht so bemessen, daß man genau einen Gangunterschied von λ/4 also ein Viertel Wellenlänge erhält, und schon haben wir unser λ/4-Plättchen.

Sind nun beide Wellenanteile um λ/4 gegeneinander versetzt, so führt der Wellenvektor eine schraubenförmige Rotationsbewegung durch. Daher wird die so polarisierte Lichtwelle zirkular polarisiert genannt.

Meine zeichnerischen Fähigkeiten sind leider zu begrenzt, die Rotation des Wellenvektors vernünftig darzustellen. Ich habe aber auf YouTube eine Animation gefunden, die diese Rotation sehr schön zeigt:

Man sieht zunächst die synchron laufenden Wellenanteile bei denen der Wellenvektor nicht rotiert , und danach die um λ/4 versetzten mit dem rotierenden Wellenvektor. Ich finde die Animation ganz hervorragend, dem Autor kann man nur gratulieren. (Zur Wiederholung unten ganz links das runde Pfeilsymbol anklicken).

Ein Zirkularpolarisationsfilter besteht nun aus einer Kombination aus  linearem Polarisationsfilter und nachgeschalteter λ/4-Folie. Man verwendet diese Art von Filter in der Fotografie und vor allen Dingen bei Sonnenbrillen.

Für die Mikrofotografie, ich hatte es im letzten Blogbeitrag erwähnt, benutzt man beide Komponente besser getrennt. Ein Zirkularpolarisationsfilter ersetzt hier also nicht das λ/4-Plättchen. Hier zwei Fotos von L-Weinsäure im polarisierten Licht, jeweils mit und ohne λ/4 Plättchen. Die L-Weinsäure wurde im Methylethyketon gelöst und bildete einen sehr dünne Kristallschicht auf dem Objektträger.

 

L-Weinsäure fotografiert im polarisierten Licht mit L/4-Plättchen.

L-Weinsäure fotografiert im polarisierten Licht mit λ/4-Plättchen.

 

L-Weinsäure fotografiert im polarisierten Licht ohne L/4-Plättchen.

L-Weinsäure fotografiert im polarisierten Licht ohne λ/4-Plättchen.

 

L-Weinsäure fotografiert im polarisierten Licht mit L/4-Plättchen.

L-Weinsäure fotografiert im polarisierten Licht mit λ /4-Plättchen.

 

L-Weinsäure fotografiert im polarisierten Licht ohne L/Plättchen.

L-Weinsäure fotografiert im polarisierten Licht ohne λ/Plättchen.

Wie man sieht, kann man mit einem  λ/4-Plättchen manchmal interessante Effekte erzielen. Als Folien sind die λ/4-Plättchen im Internet relativ preiswert zu bekommen.

 

Soviel für heute liebe Freunde der Mikrokristalle. Der nächste Blogbeitrag wird nicht so lange auf sich warten lassen. Es ist zur Abwechslung mal wieder ein Zucker bzw. ein Zuckerersatzstoff dran, den man sich leicht beschaffen kann. Es ist der Sorbit.

Bis dahin wünsche ich eine gute Zeit.

H-D-S

p.s.

Wer Freude an schönen Bildern von Mikrokristallen hat, sie aber nicht selber fotografieren will, dem empfehle ich meinen neuen Kalender für 2017, der seit dem ersten Juni im Handel ist.

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Titel: Surreale Farbwelten-Mikrokristalle

Autor: Dieter Schenckenberg

Hier die ISBN-Nummern:
Wandkalender 2017 DIN A4 quer ISBN 978-3-664-84126-4

Wandkalender 2017 DIN A3 quer ISBN 978-3-664-84127-1

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Lineares Polarisationsfilter und λ/4-Plättchen I.

Hallo liebe Freunde der Mikrokristalle,

wie funktioniert ein λ/4-Plättchen in Kombination mit einem linearen Polarisationsfilter?.

In meinem letzten Blogbeitrag hatte ich Fotos mit dieser Filterkombination gezeigt und erwähnt, daß aus einem linearen Polarisationsfilter ein zirkulares wird, wenn man es mit einem λ/4-Plättchen kombiniert. Um zu beschreiben, was da passiert, müssen wir uns das Phänomen der Polarisation etwas näher anschauen. Da mein Blog von einer sehr breiten Leserschaft gelesen wird, möchte ich auch einige Begriffe erläutern, die physikalisch bewanderten Lesers natürlich vertraut  sind, manchem Leser aber nicht so sehr. Das Thema teile ich wegen des Umfangs in 2 Blogbeiträge auf.

Was Licht genau ist, kann niemand erschöpfend beantworten. Das ist schon einmal tröstlich. Lange hatte man sich Licht als Strahlen vorgestellt. Für die Berechnung von Linsen war und ist dieses Modell sehr dienlich. Manche physikalischen Eigenschaften des Lichts konnten  aber nicht mit dem Strahlenmodell erklärt werden. Dazu gehörte die Polarisation. Die Physiker ersannen daher ein anderes Modell für Licht, das Wellenmodell.  Damit ließ sich auch die Polarisation gut beschreiben.

Stellen wir uns vor, wir hätten einen Lattenzaun mit horizontal angeordneten Latten mit  Zwischenräumen. Durch einen der Zwischenräume spannen wir ein Seil, das wir an einer Wand hinter dem Lattenzaun befestigen. Das andere Ende regen wir an, indem wir es relativ schnell horizontal bewegen. Es entsteht eine horizontal schwingende Welle, die ungehindert den Lattenzaun passieren kann. Würden wir versuchen, das Seil vertikal zum Schwingen zu bringen, könnten die erzeugten Wellen den Zaun nicht passieren. Drehen wir den Lattenzaun aber um 90º, können nun die vertikal schwingenden Seilwellen den Zaun passieren.

Hier eine Skizze dazu:

Skizze einer horizontal und einer vertikal schwingenden Welle

Lichtwellen, wie sie z.B. von der Sonne kommen, führen sinusförmige Schwingen in alle möglichen Richtungen aus. Die in der Skizze dargestellten senkrechten und horizontalen Schwingungen sind also nur ein Ausschnitt aus dem gesamten  Schwingungsspektrum. Filtert man  aus den vielen Schwingungsebenen des natürlichen Lichts eine Schwingungsebene heraus, so spricht man von Polarisation. Die dazu verwendeten Filter nennen wir lineare Polarisationsfilter. Die Schwingungen der Wellen verlaufen rechtwinklig zur Ausbreitungsrichtung. Solche Wellen werden Transversal-Wellen genannt.

Soweit so gut. Was passiert aber, wenn man zwei Polarisationsfilter übereinander legt?  Besitzen beide Filter die gleiche Orientierung, besitzen also die Latten unserer Lattenzäune beide die genau gleiche Orientierung, so können wir erwarten, daß das in ersten Filter polarisierte Licht mit maximaler Intensität das zweite Polarisationsfilter passiert. Drehen wir eines der Filter um 90 ° so „kreuzen sich die Latten“ und sperren das Licht vollständig, die Intensität ist dann Null. Aber was passiert dazwischen?

Hierzu habe ich den folgenden Versuch durchgeführt: Auf ein Smartphone habe ich das Bild eines Winkelmessers geladen. Darüber habe ich eine Polarisationsfilterfolie gelegt, um polarisiertes Licht einer bestimmten Ebene zu erzeugen. (Prinzipiell ist das eigentlich nicht notwendig, denn das von einem Smartphone abgestrahlte Licht ist bereits polarisiert. Es hatte aber nicht die Schwingungsebene die ich wollte. Daher also die  Polarisationsfilterfolie). Über die Folie habe ich ein zweites Polarisationsfilter in Form eines zurecht geschnittenen Zeigers gelegt.

Und so sieht das Ganze im Ausschnitt aus: Der Zeiger steht auf 0º, beide Polarisationsfolien besitzen die gleiche Orientierung. Wir haben die maximale Intensität des passierenden Lichts. (Die leichte Abdunklung ist auf Absorptionsvorgänge der Folien zurückzuführen).

Winkel Null Grad

Winkel 0 Grad. Beide Polarisationsfilter besitzen die gleiche Orientierung. Maximale Intensität.

Im Weiteren habe ich den Zeiger um jeweils ca. 10º gedreht, man beachte die  Veränderung der Intensität:

 

Intensität des Lichts bei ca. 10 Grad.

Intensität des Lichts bei ca. 10 Grad Drehung.

 

Intensität des Lichts bei ca. 20 Grad Verschiebung.

Intensität des Lichts bei ca. 20 Grad Drehung.

 

Intensität des Lichts bei ca. 20 Grad Verschiebung.

Intensität des Lichts bei ca. 30 Grad Drehung.

 

Intensität des Lichts bei ca. 40 Grad Drehung

Intensität des Lichts bei ca. 40 Grad Drehung.

 

Intensität des Lichts bei ca. 50 Grad Drehung.

Intensität des Lichts bei ca. 50 Grad Drehung.

 

Intensität des Lichts bei ca. 60 Grad Drehung.

Intensität des Lichts bei ca. 60 Grad Drehung.

 

Intensität des Lichts bei ca. 70 Grad Drehung.

Intensität des Lichts bei ca. 70 Grad Drehung.

 

Intensität des Lichts bei ca. 80 Grad Drehung.

Intensität des Lichts bei ca. 80 Grad Drehung.

 

Intensität des Lichts bei ca. 90 Grad Drehung.

Intensität des Lichts bei ca. 90 Grad Drehung.

 

Im letzten Bild sind die Filter genau gekreuzt, kein Licht geht mehr hindurch, die Intensität ist Null. Welche Erkenntnisse kann man aus dem Experiment ziehen?

Bei der Betrachtung der Aufnahmen fällt auf, daß die Abnahme der Intensität nicht linear verläuft. Es geht langsam los und steigert sich dann sehr schnell. Und offensichtlich ist, daß der Winkel um den man eine Folie dreht, dabei von ausschlaggebender Bedeutung ist.

Bei einer sinusförmig schwingenden Licht-Welle ist die Amplitude, also die maximale Auslenkung,  ein Maß für die Intensität des Lichts.

Sinusförmig schwingende Lichtwelle.

Sinusförmig schwingende Lichtwelle.

 

I = (Amplitude)² (1)

Man muss die Amplitude ins Quadrat setzen, da ihr Maximum sowohl positiv also auch negativ sein kann, wie die Grafik zeigt. Das Quadrat ist aber immer positiv. Der Amplitude kann der Zahlenwert der Auslenkung zugeordnet werden.  Sie besitzt aber auch eine Richtung, das ist der Ebenenwinkel, in der die Welle  schwingt. Damit ist die Amplitude einer Welle ein Vektor.

Ein kleiner Einschub: Es gibt im Wesentlichen zwei Arten physikalischer Größen, Skalare und Vektoren. Beispiel für eine skalare physikalische Größe: Der Temperatur in einem Raum, sagen wir 20º C kann man keine Richtung zuordnen. Die Richtung spielt für eine Temperaturangabe keine Rolle. Daher ist die Temperatur eine skalare Größe, die auf der Temperaturskala liegt. Beispiel für eine vektorielle physikalische Größe: Um einen Handwagen in eine bestimmte Richtung zu ziehen, benötigen wir eine Kraft. Diese Kraft hat einen bestimmten Betrag. Dazu gehört aber auch eine Richtung. Üben wir die Kraft in eine falsche Richtung aus, kommen wir nicht ans Ziel. Daher setzt sich die Kraft die auf den Wagen ausgeübt wird aus einem Betrag und einer Richtung zusammen. Solche Größen werden  Vektoren genannt. Vektoren werden grafisch durch einen Pfeil dargestellt. Die Länge gibt den Betrag der physikalischen Größe an, der Winkel die Richtung der wirkenden Größe.

Der Vektor der Amplitude ist im Folgenden durch einen roten Pfeil dargestellt. Dabei repräsentiert die Länge des Pfeils den Betrag der Intensität, sein Winkel gibt die Ebene an, in der die Lichtwelle schwingt. Beträgt der Winkel zwischen beiden Polarisationsfiltern 0º, so haben wir die maximale Durchlässigkeit Imax. In einem Koordinatensystem sieht das dann so aus:

 

Maximale Durchlässigkeit, Winkel 0 Grad.

Maximale Durchlässigkeit, Winkel 0º.

 

Verdrehen wir das Filter um 90º, wird der Lichtdurchgang vollständig gesperrt.

 

Vollständige Sperrung bei 90 Grad.

Vollständige Sperrung, Winkel 90º

 

 

Die Projektion des Amplituden-Vektors auf die senkrechte Achse ergibt die durchlässigen Anteile. Die Projektion auf die horizontale Achse ergibt die undurchlässigen Anteile.

 

Durchlässige- und undurchlässige Anteile ergeben sich aus der Projektion des Vektors auf die Koordinatenachsen.

Durchlässige- und undurchlässige Anteile ergeben sich aus der Projektion des Amplituden-Vektors auf die Koordinatenachsen.

Bei einem Winkel von 90º ist die Durchlässigkeit I = 0. Auch cos 90º ist 0.  Bei einem Winkel von 0º ist die Durchlässigkeit I = Imax.   und  cos 0º ist 1.  Wir können daher annehmen, daß der Zusammenhang zwischen Winkel und Durchlässigkeit durch die Cosinus-Funktion korrekt beschrieben wird. Gleichung (1) können wir dann folgendermaßen schreiben:

I = Imax · cos² ∝ (2)

Die mathematische Gleichung deckt sich mit unserer Beobachtung. Bei kleinen Winkeln passiert zunächst noch nicht viel, aber ab dann geht es sehr schnell mit der Abnahme der Licht-Intensität, es ist eine quadratische Abnahme.

Im zweiten Teil kommen wir dann zu unserem λ/4-Plättchen und zum Zirkularpolarisationsfilter.

Vorher aber noch einige Mikrofotos von Brenzcatechin. Dazu wurden einige Kristalle auf einem Objektträger im Methylethylketon gelöst. Nach wenigen Minuten setzt die Kristallisation ein. Vorsicht beim Umgang mit Brenzcatechin. Der Stoff ist giftig und die Kristalle verdampfen recht schnell!  Also nie offen stehen lassen! Nur mit  kleinen Mengen arbeiten.

 

Brenzcatechin im polarisierten Licht, ohne Lambda-Plättchen

Brenzcatechin im polarisierten Licht ohne λ/4-Plättchen.

 

Brenzcatechin im polarisierten Licht, mit Lambda/4-Plättch

Brenzcatechin im polarisierten Licht mit  λ/4-Plättchen.

 

Brenzcatechin im polarisierten Licht mit λ/4-Plättchen.

Brenzcatechin im polarisierten Licht ohne  λ/4-Plättchen.

 

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Brenzcatechin im polarisierten Licht mit λ/4-Plättchen.

Auch die folgenden Aufnahmen sind  Brenzcatechin. Das interessante daran ist, sie stammen, zusammen mit den oberen Aufnahmen, von einem einzigen Objektträger. Ich möchte damit zeigen, wie vielfältig die Motive von Mikrokristallen sein können.

 

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Brenzcatechin im polarisierten Licht ohne λ/4-Plättchen.

 

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Brenzcatechin im polarisierten Licht mit λ/4-Plättchen.

 

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Brenzcatechin im polarisierten Licht ohne λ/4-Plättchen.

Soviel für heute, liebe Freunde der Mikrokristalle. Im nächsten Blogbeitrag folgt der zweite Teil mit der Besprechung des λ/4-Plättchens und des Zirkularpolarisationsfilters.

Bis dahin wünsche ich eine gute Zeit.

H-D-S

p.s.

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Titel: Surreale Farbwelten-Mikrokristalle

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Mikrofotos im polarisierten Licht mit zusätzlicher Verzögerungsplatte.

Hallo liebe Freunde der Mikrokristalle,

ich hatte es angekündigt, und hier kommt sie, die λ/4-Verzögerungsplatte.

Sie bewirkt manchmal wahre Farbwunder, wie die später gezeigten Aufnahmen dokumentieren werden.

Für Mikrofotos im polarisierten Licht verwenden wir normalerweise 2 lineare Polarisationsfilter, den Polarisator und den Analysator. Dazwischen befinden sich unsere Mikrokristalle. Was dabei physikalisch passiert, habe ich in früheren Blogbeiträgen ausführlich beschrieben. Wie gesagt, normalerweise werden lineare Polarisationsfilter verwendet. Daneben gibt es zirkulare Polarisationsfilter. Diese werden meist beim Fotografieren eingesetzt. Auch hochwertige Sonnenbrillen verwenden manchmal Zirkularpolarisationsfilter. Was ist nun aber der  Unterschied zwischen den beiden Filtertypen? In meinem nächsten Blogbeitrag werde ich das ausführlich darstellen, heute nur soviel: Bei linearen Polarisationsfiltern bewegen sich die Wellen des polarisierten Lichts geradlinig. Bei Zirkularpolarisationsfiltern führen sie eine schraubenförmige Bewegung aus.

Was hat das Ganze nun aber mit einer λ/4-Verzögerungsplatte zu tun? Kombiniert man ein lineares Polarisationsfilter mit einer λ/4-Verzögerungsplatte, so erhält man ein Zirkularpolarisationsfilter. Die Verzögerungsplatte wandelt also ein lineares Polarisationsfilter in ein zirkulares Polarisationsfilter um. Beide Elemente sind fest miteinander verbunden. Bei den im Folgenden gezeigten Mikrofotos wurde eine λ/4-Verzögerungsplatte auf das lineare Polarisationsfilter über der Beleuchtung gelegt, und  um verschiedene Beträge gedreht. Ein Zirkularpolarisationsfilter ersetzt also nicht die bewegliche Kombination aus Verzögerungsplatte und linearem Polarisationsfilter. Was kann man mit dieser Filterkombination anstellen?

Gelegentlich zeigen Mikrokristalle im linear polarisierten Licht nicht die erhofften tollen Farben. Dann kann eine Verzögerungsplatte helfen. Hier zwei Beispiele mit Mikrokristallen von Brenzcatechin:

Brenzcatechin im liear polarisierten Licht.

Brenzcatechin im linear polarisierten Licht.

 

 

Brenzcatechin im polarisierten Licht, zusätzlich mit Lamda/4-Plättchen.

Brenzcatechin im polarisierten Licht, zusätzlich mit λ/4-Plättchen.

 

 

 

Brenzcatechin im linear polarisierten Licht.

Brenzcatechin im linear polarisierten Licht.

 

Brenzcatechin im polarisierten Licht, zusätzlich mit Lambda/4-Plättchen.

Brenzcatechin im polarisierten Licht, zusätzlich mit λ/4-Plättchen.

 

Um diese Effekte zu erzielen, muß man über dem Polarisator das λ/4-Filter anordnen und beide Filter gegeneinander verdrehen. Je nach Drehwinkel erhält man unterschiedliche Farbwirkungen. Verzögerungsplatten gibt es im Handel als Folien. 5×5 cm kosten ca. 15-20 Euro. Hochwertige Verzögerungsplatten, z.B. aus Quarz kosten ca. 400 Euro. Für unsere Zwecke sind Folien völlig ausreichend.

Soviel für heute, liebe Freunde der Mikrokristalle. In meinem nächsten Blogbeitrag beschreibe ich die physikalischen Hintergründe von linear und zirkular polarisiertem Licht etwas genauer und es gibt weitere Fotos von Brenzcatechin, das älteren Lesern dieses Blogs wohl noch als Fotoentwickler in guter Erinnerung ist.

Bis dahin wünsche ich eine gute Zeit.

H-D-S

p.s.

Wer Freude an schönen Bildern von Mikrokristallen hat, sie aber nicht selber fotografieren will, dem empfehle ich meinen neuen Kalender für 2017, der seit dem ersten Juni im Handel ist.

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Mikrokristalle aus Schmelzen von Stoffmischungen.

Hallo liebe Freunde der Mikrokristalle,

viele chemische Substanzen bilden schöne Kristallformen aus Schmelzen heraus.

Manchmal ergeben sich überraschende Kristallformen, wenn man ein Stoffgemisch aufschmilzt. Auch wenn eine chemische Verbindung nicht thermostabil ist und nur unter Zersetzung schmilzt, kann es sinnvoll sein, sie gemeinsam mit einer anderen aufzuschmelzen um den Schmelzpunkt zu senken.

Fragen wir uns einmal was passiert, wenn man ein Zweistoffgemisch zum Schmelzen bringt und langsam wieder abkühlen läßt. Das folgende Phasendiagramm beschreibt diesen Vorgang. Es gilt für Zweistoffsysteme, bei denen beide Komponenten in der Schmelze vollkommen löslich und im festen Zustand vollkommen unlöslich sind. Letzteres bedeutet, daß sie keine Mischkristalle bilden können.

Phasendiagramm

Phasendiagramm

Stellen wir uns vor, wir haben eine Mischung aus 2 Komponenten, wir nennen sie A und B. Auf der waagerechten Achse des Phasendiagramms sind die prozentualen Anteile der Komponenten aufgetragen. Ganz links beginnt Stoff A mit 100% und endet ganz rechts mit 0%. Umgekehrt beginnt B ganz rechts mit 100% und endet ganz links mit 0%. An jeder Stelle der Achse addieren sich A+B zu 100%. Wir wollen annehmen, in unserer Mischung hat A den prozentualen Anteil A1.  Dann hat B den Anteil 100-A1.  A1 ist rot im Phasendiagramm eingezeichnet.

Auf der linken senkrechten Achse ist die Temperatur aufgetragen. Wir erwärmen unsere Mischung, bis sie vollkommen geschmolzen ist. Im Phasendiagramm befinden wir uns jetzt im oberen Bereich der Schmelze. Nun lassen wir die Schmelze langsam abkühlen. Wenn die Temperatur den Punkt T1 erreicht hat, stoßen wir auf die linke Liquiduslinie. Sobald diese Linie erreicht ist, beginnt die Kristallisation von Stoff A, meist in großen Kristallen. Bei weiterem Abkühlen erreichen wir die Temperatur Te und eine Linie, die Soliduslinie genannt wird. Ab dieser Temperatur kristallisiert der ganze Rest der Schmelze, der aus bis dahin noch nicht kristallisiertem Stoff A und dem gesamten Stoff B besteht. Die Kristalle des Gemenges aus A +B sind meist sehr feinkörnig, da die Kristallisation sehr schnell erfolgt. Auf der linken Liquiduslinie liegen somit die Temperaturen, bei denen, in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Stoffmischung, A aus der Schmelze zu kristallisieren beginnt. Das Gleiche gilt für Stoff B auf der rechten Liquiduslinie.

Wir sehen im Phasendiagramm, daß die zwei Liquiduslinien in einem Punkt (rot eingezeichnet) auf die Soliduslinie treffen. Zu diesem Punkt gehören die Konzentrationen Ae und Be. Dieser Punkt ist der  eutektische Punkt. Wählt man eine Mischung von A und B mit den Konzentrationen Ae und Be, so geht die gesamte Schmelze, wie man an dem Diagramm ablesen kann, bei der Temperatur Te schlagartig in ein feinkristallines Gemenge von A+B (Eutektikum genannt) über. Es kristallisiert vorher also keine der reinen Komponenten aus. Die Temperatur Te ist die niedrigste Erstarrungstemperatur die bei einem Gemisch von A und B möglich ist.

Wählt man in einer Mischung aus A und B die Konzentration von A größer Ae, bewegen wir uns auf der linken Liquiduslinie und es  wird aus der Schmelze immer zuerst A alleine auskristallisieren, und dann erst unterhalb Te der Rest von A mit dem gesamten B als feinkristallines Gemenge.

Wählt man das Mischungsverhältnis von A und B so, daß die Konzentration von A kleiner ist als Ae, bewegen wir uns auf der rechten Liquiduslinie, und es wird beim Abkühlen immer zuerst B auskristallisieren, auch wieder meist in großen Kristallen, bis auch hier die Temperatur  Te erreicht ist, dann kristallisieren A und der Rest von B als Gemenge in kleinen Kristallen.

Wo die linke Liquiduslinie auf die linke Temperaturachse trifft, liegt der Schmelzpunkt von A. Entsprechend liegt der Schmelzpunkt von B an dem Punkt, an dem die  rechte Liqiudusline auf die rechte Temperaturachse trifft.

Soweit die Theorie. Welche praktischen Schlüsse kann man für unsere Mikrokristalle ziehen? In aller Regel haben wir kein Phasendiagramm der Stoffe, die wir mischen wollen zur Hand. Aber wir wissen jetzt, daß bei einer Mischung, egal in welchem Verhältnis wir die Komponenten mischen, der Schmelzpunkt erniedrigt wird. Das kann hilfreich sein, wenn der Stoff von dem wir Kristalle aus der Schmelze erzeugen wollen, nicht thermostabil ist. Ferner sehen wir am Phasendiagramm, daß je nach Mischungsverhältnis, immer einer der Stoffe zuerst und in reiner Form  kristallisiert. Hier muß man mit den Mischungsverhältnissen etwas experimentieren wenn man will, daß ein bestimmter Stoff zuerst kristallisiert. Wichtig ist, daß man langsam abkühlt, weil sonst die Phasen zu schnell durchlaufen werden. Es wird meist auch besser sein, ein Mischungsverhältnis zu wählen, bei dem eine Komponente stark überwiegt.

Auf einem Objektträger wird man, langsames Abkühlen vorausgesetzt, bei Schmelzen aus 2 Komponenten neben meist schönen großen Kristallen feines Grieselzeug (Eutektikum) finden. Hier gleich ein Beispiel: Eine Mischung aus 20% Asparagin und 80% Harnstoff wurde auf einem Objektträger mit Deckglas aufgeschmolzen und langsam auf einer Herdplatte abgekühlt.

Schmelze aus 20% L-Asparagin und 80% Harnstoff

Schmelze aus 20% L-Asparagin und 80% Harnstoff

Ich möchte zwar nicht garantieren, daß die links sichtbaren feinkristallinen Anteile wirklich die Kristalle sind, die unterhalb der eutektischen Temperatur Te schlagartig kristallisiert sind, aber einiges spricht durchaus dafür.

Einen Nachteil hat das Arbeiten mit Mischungen. Reine Stoffe kristallisieren immer besser als verunreinigte. Der Kristallisationsvorgang wird durch Verunreinigungen immer gestört und das Mischen ist in diesem Sinne ja ein gezieltes „Verunreinigen“. Dennoch Experimentieren lohnt sich.

Hier zur Entspannung einige Aufnahmen, die alle aus einer Mischung von 20% L-Asparagin mit 80% Harnstoff entstanden sind. (Harnstoff ist nicht thermostabil und zersetzt sich beim Schmelzen).

 

20% L-Asparagin 80% Harnstaff

20% L-Asparagin 80% Harnstoff

 

20% L-Asparagin 80% Harnstoff

20% L-Asparagin 80% Harnstoff

 

20% L-Asparagin 80% Harnstoff

20% L-Asparagin 80% Harnstoff

 

20% L-Asparagin 80% Harnstoff

20% L-Asparagin 80% Harnstoff

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Titel: Surreale Farbwelten-Mikrokristalle

Autor: Dieter Schenckenberg

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Soviel für heute, liebe Freunde der Mikrokristalle.

Manchmal wirken Mikrokristalle auch im polarisierten Licht farblich nicht sehr beeindruckend. Da kann eine Verzögerungsfolie wahre Wunder wirken. Das wird das Thema meines nächsten Blogbeitrags sein.

Bis dahin wünsche ich eine gute Zeit und erfolgreiche Experimente mit Stoffmischungen.

 

H-D-S

 

 

 

 

 

 

L-Asparagin und L-Asparaginsäure: Spargelinhaltsstoffe für tolle Mikrokristalle

Hallo liebe Freunde der Mikrokristalle,

es ist Spargelzeit, eine gute Gelegenheit, sich dem L-Asparagin und der L-Asparaginsäure zu widmen. Beide Aminosäuren kommen, wie schon der Name sagt, im Spargel vor. Das L-Asparagin war die erste Aminosäure die entdeckt wurde. Es war, wie so oft, der Zufall im Spiel. Der französische Professor Louis-Nicolas Vauquelin fand zusammen mit seinem Studenten Pierre -Jean Robquet 1805 in einer eingedickten Lösung von Spargelsaft Kristalle, die sie Asparagin nannten. Hier die chemische Formel:

L-Asparagin

L-Asparagin

Das mit dem roten Stern gekennzeichnete Kohlenstoffatom ist, wie man sieht, asymmetrisch. Es gibt also zwei im räumlichen Aufbau unterschiedliche Formen des Asparagins, (Stereoisomere oder Enantiomere) die daher auch optisch aktiv sind. (Informationen zur optischen Aktivität und zu asymmetrischen Kohlenstoffatomen findet man in meinem Blogbeitrag zur Weinsäure. Hier gibt es auch Hinweise, wofür das „L“ steht). Ersetzt man beim Asparagin die Amidgruppe (-CONH2) durch eine Carboxylgruppe (-COOH), so erhält man die Asparaginsäure.

L-Asparaginsäure

L-Asparaginsäure

Auch sie besitzt ein asymmetrisches Kohlenstoffatom und ist somit auch optisch aktiv. Beide Aminosäuren wird uns ein freundlicher Apotheker verkaufen oder beschaffen können. Für die Mikrofotos habe ich jeweils die L-Aminosäuren verwendet. Dieses sind auch die in der Natur vorkommenden Formen. Alle Proteine (Eiweißstoffe) des Menschen sind aus nur 20 Aminosäuren aufgebaut, eine davon ist die L-Asparaginsäure.

Sowohl das L-Asparagin, als auch die L-Asparaginsäure  lösen sich gut in heißem Wasser. In Spiritus sind sie nur sehr wenig löslich. Aus Schmelzen kann man keine Kristalle auf dem Objektträger gewinnen, da beide Verbindungen erst bei sehr hoher Temperatur schmelzen und sich dabei zersetzen. Woran liegt das? Beide Stoffe sind Zwitter. Schaut man sich die Moleküle an, so sieht man, daß sie sowohl eine bzw. bei der L-Asparaginsäure 2 Carboxylgruppen und jeweils eine Aminogruppe besitzen. Sie sind also zugleich Säuren und Basen. Bringt man Säuren und Basen zusammen, so bilden sie Salze. Wenn ein Molekül sowohl  saure als auch basische Eigenschaften besitzt, kann es ein inneres Salz bilden. Das ist bei der L-Asparaginsäure und dem L-Asparagin der Fall. Das erklärt auch die schlechte Löslichkeit in Spiritus und anderen organischen Lösungsmitteln. Und als Salze besitzen beide Verbindungen auch einen hohen Schmelzpunkt.

Wir müssen uns also auf das Kristallisieren aus wässriger Lösung beschränken. Beide Verbindungen bilden aber sehr schöne farbige Kristalle. Bringt man in einem Becherglas 250 mg L-Asparagin oder L-Asparaginsäure in 15 ml dest. Wasser zum Sieden, erhält man eine klare Lösung, von der man sofort einen Tropfen auf einen Objektträger gibt und an einem staubfreien Ort ohne Deckglas eintrocknen läßt. Beide Säure beginnen schon nach einigen Minuten zu kristallisieren.

Wer kein hitzebeständiges Becherglas besitzt kann auch Wasser in einem Wassererhitzer zum Sieden bringen und eine gute Teelöffelspitze L-Asparagin oder L-Asparaginsäure in einer kleinen Tasse oder einem kleinen Plastikgefäß mit ca. 15 ml Wasser (1/2 Schnapsglas) übergießen und mit dem Stiel eines Teelöffels gut umrühren. Davon je einen Tropfen auf einen Objektträger geben. Erfolgt die Kristallisation zu schnell, muß man etwas mehr Wasser nehmen, oder auch den Objektträger vorher vorsichtig auf einer Herdplatte erwärmen. (Nicht mit der Hand anfassen sondern mit dem Teelöffel von der Herdplatte schieben!). Sehr schöne Resultate erhält man, wenn man mit 1/3 Spiritus und 2/3 dest. Wasser als Lösungsmittel arbeitet. Die Lösung verteilt sich besser auf dem Objektträger. (Achtung! Spiritus ist sehr feuergefährlich. Niemals mit offener Flamme arbeiten!). Beim Erhitzen von Wasser im Becherglas beständig umrühren und Schutzbrille tragen. Rührt man beim Erhitzen nicht beständig, kann es zu einem Siedeverzug kommen, und das Wasser spritzt explosionsartig aus dem Becherglas. Also, immer eine Schutzbrille tragen.

Jetzt ein paar Fotos, die wie beschrieben, bei 100x Vergrößerung entstanden sind:

 

Asparaginsäure_blog_01

L-Asparaginsäure fotografiert unter dem Mikroskop im polarisierten Licht. Vergrößerung 100x

 

Asparaginsäure_02

L-Asparaginsäure fotografiert unter dem Mikroskop im polarisierten Licht. Vergrößerung 100x

 

Asparagin_01

L-Asparagin fotografiert unter dem Mikroskop im polarisierten Licht. Vergrößerung 100x

 

Asparagin_02

L-Asparagin fotografiert unter dem Mikroskop im polarisierten Licht. Vergrößerung 100x

 

Asparagin_03

L-Asparagin fotografiert unter dem Mikroskop im polarisierten Licht. Vergrößerung 100x

Versucht man die Säuren auf dem Objektträger aufzuschmelzen, zersetzen sie sich, wie schon ausgeführt. Dabei entstehen Blasen von Kohlendioxid. Das kann auch interessante Fotos geben, wie das folgende Beispiel zeigt:

 

Asparaginsäure_zersetzt

CO2-Blasen von zersetzter L-Asparaginsäure.

Soviel für heute, liebe Freunde der Mikrokristalle.

In meinem nächsten Blogbeitrag werde ich der Frage nachgehen, ob man die Schmelzpunkte des L-Asparagins und der L-Asparaginsäure durch bestimmte Maßnahmen herabsetzen kann, um die Zersetzung beim Aufschmelzen zu verhindern.

Bis dahin wünsche ich eine gute Zeit und viel Spaß beim Experimentieren mit dem L-Asparagin und der L-Asparaginsäure.

H-D-S

 

 

Mikrokristalle fotografieren mit dem Smartphone.

Hallo liebe Freunde der Mikrokristalle,

Mit einem einfachen Mikroskop und einer Smartphone-Kamera Mikrokristalle im polarisierten Licht fotografieren, geht das?

Ja, es geht und sogar gar nicht schlecht. Als Objekt dient das Schmerzmittel Paracetamol, das rezeptfrei in der Apotheke gekauft werden kann. Wie man daraus den Wirkstoff isoliert, findet man im Blog-Beitrag „Paracetamol“.

Das abgebildete Mikroskop ist ein Instrument der tschechischen Firma Meopta und wurde um 1980 herum gebaut. Es hat damals ca. 100 DM gekostet. Es ist ein so genanntes Feldmikroskop. Leider wird es nicht mehr hergestellt, manchmal findet man es noch bei eBay.

 

Meopta-Feldmikroskop

Meopta-Feldmikroskop

 

Das Mikroskop besitzt 3 Objektive 3,3x, 6,7x und 20x sowie ein Okular 15x. Die für die Aufnahmen erforderliche Polarisationseinrichtung wird aus einer linearen Polarisationsfolie zurecht geschnitten. Im Internet gibt es, z.B. von der Firma Screen-Tech, lineare Polarisationsfilter-Folien 100 x 100 x 0,4 mm. Kostenpunkt ca. 20 EURO pro Folie. Als Polarisator wird ein Folienstück in der Größe eines Objektträgers mit Tesafilm auf den Objekttisch geklebt.

 

Polarisator

Polarisator

Ein zweites Folienstück, etwa in der Größe einer 2 EURO-Münze, dient als Analysator und wird direkt auf den Objektträger gelegt. Man hat also ein Sandwich, Objektträger mit Präparat zwischen 2 Polarisationsfiltern.  Verwendet man kein Deckglas, wird die Analysator-Folie besser auf das Okular gelegt. Auf jeden Fall muß der Analysator drehbar sein.

Die Kamera eines Samsung Galaxy S5 dient als Aufnahmegerät. Die  notwendige Halterung  wurde einem Objektiv-Set der Firma CamKix (Amazon) zweckentfremdet. Dieses Set enthält neben der Halterung und einer Schale mit Gewinde noch verschiedene Objektive und ein kleines Stativ mit Kugelkopf. Die Objektive, (finden hier keine Verwendung),  werden mittels dieser Einrichtung vor das Smartphone-Objektiv geschraubt. Solche Sets gibt es für fast alle gängigen Smartphones. Das Set kostet ca. 35 EURO. (Stand April 2016).

 

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Samsung Galayx S5 mit Gewindeschale und Halterung.

Die schwarze Schale setzt man auf das Smartphone und klemmt darüber die Halterung mit dem Stativgewinde an.

Samsung Galaxy S5 mit Halterung zusammengebaut.

Samsung Galaxy S5 mit Gewindeschale und Halterung zusammengebaut.

Um das Smartphone bequem über dem Mikroskop platzieren zu können, kann z.B. das Stativ eines alten Vergrößerungsapparates verwendet werden, an das ein Kugelkopf geschraubt wird. Natürlich muss der Kugelkopf nicht so groß dimensioniert sein wie hier gezeigt. Dieser trägt normalerweise das Gewicht einer Spiegelreflexkamera. Für ein Smartphone reicht ein ganz einfacher, der unter 20 EURO kostet.

 

Smartphone an Stativ

Samsung Galaxy S5 mit Kugelkopf an Stativ.

Das Smartphone wird exakt mit einer Wasserwaage ausgerichtet. Wer keine Wasserwaage besitzt, kein Problem. Man kann sich kostenlos aus dem Internet eine auf das Smartphone herunterladen und es damit sauber ausrichten. Das funktioniert ganz ausgezeichnet, sogar besser, als mit der hier gezeigten externe Wasserwaage.

Jetzt wird der Objektträger mit dem Paracetamol-Kristallen auf dem Objekttisch des Mikroskops plaziert.  Man legt die zweite Polarisationsfilter-Folie darüber. Durch Höhenverstellung des Objekttisches wird scharf gestellt. Dann dreht man die obere Folie, bis der Raum um die farbigen Kristalle herum schwarz ist. Das Mikroskop wird nun unter das Smartphone geschoben und die Kamera eingeschaltet.

Gesamter Aufbau

Gesamter Aufbau

 

Das Smartphone wird soweit heruntergefahren, bis nur noch ein schmaler Spalt zwischen Okular und Smartphone vorhanden ist.

 

Abstand

Abstand

Wenn das Smartphone exakt ausgerichtet ist und das Okular des Mikroskops genau mittig unter dem Kameraobjektiv steht, ist nach dem Scharfstellen am Mikroskop ein scharfes Bild auf dem Smartphone zu sehen, das schwarze Ränder hat wie auf den folgenden Aufnahmen zu sehen ist. Die Bilder sind unbearbeitet. Weder Schärfe, noch Kontrast oder Farbe wurden verändert! Um bei der Aufnahme Verwacklungen zu vermeiden, wurde mit Selbstauslöser ausgelöst.

 

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Paracetamol aufgenommen mit Samsung Galaxy S5 und Meopta Feldmikroskop.

 

 

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Paracetamol aufgenommen mit Samsung Galaxy S5 und Meopta Feldmikroskop.

 

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Paracetamol aufgenommen mit Samsung Galaxy S5 und Meopta Feldmikroskop.

 

Hier ein Beispiel, wenn Okular und Mikroskop nicht exakt ausgerichtet sind:

 

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Kamera-Objektiv und Okular sind nicht exakt ausgerichtet.

 

Manchmal sind Kristalle aus der reinen Spirtus-Lösung nicht sehr schön. Dann kann man zu der Spirituslösung ca. die gleiche Menge destilliertes Wasser geben und erneut eine Probe auf einem Objektträger kristallisieren lassen. Häufig entstehen so noch schönere Kristallbilder. Man kann später auf die Kristall-Proben ein Deckglas legen und die Probe vorsichtig auf einer Herdplatte aufschmelzen. Über Nacht entstehen daraus sehr interessante Kristallformationen.

Es ist doch wirklich erstaunlich, wie man mit relativ einfachen Mitteln in die fantastische Farben- und Formenwelt der Mikrokristalle im polarisierten Licht eintauchen kann. Vielleicht erreicht dieser Beitrag auch experimentierfreudige Schülerinnen und Schüler, die ich ermutigen möchte, erste Schritte in diesem Feld der surrealen Biderwelten zu wagen.

Soviel für heute, liebe Freunde der Mikrokristalle. Es ist Spargelzeit, ein guter Grund sich mit der Asparaginsäure zu befassen, die daher das Thema meines nächsten Blogbeitrags sein wird.

 

Bis dahin wünsche ich eine gute Zeit.

 

H-D-S

 

 

 

 

 

 

 

 

JPEG oder RAW das ist hier die Frage.

Hallo liebe Freunde der Mikrokristalle,

noch vor wenigen Jahren war das RAW-Format nur hochwertigen Kameras vorbehalten. Inzwischen lassen sich aber auch bei vielen preiswerten Kameramodellen Bilder im RAW-Format abspeichern. Von Seiten der Kameratechnik erfordert das Speichern im RAW-Format keinerlei zusätzlichen apparativen Aufwand. Die Zurückhaltung gegenüber dem RAW-Format erklärt sich wohl eher aus zwei anderen Gründen:

  1. Der Speicherbedarf von RAW-Dateien ist erheblich größer als der von JPEG-Dateien.
  2. Ein Nachbearbeitungsprogramm ist für RAW-Dateien zwingend erforderlich.

Vor dem Hintergrund dieser Nachteile stellt sich natürlich die Frage, warum man sich dann überhaupt mit dem RAW-Format beschäftigen soll.  Um es gleich vorweg zu nehmen: Der Fotograf besitzt bei der Bearbeitung von RAW-Dateien einen erheblich größeren Freiraum als bei JPEG-Dateien.

Um den Unterschied zwischen beiden Formaten zu verstehen, möchte ich zunächst die grundlegende Arbeitsweise eines Kamera-Sensors darstellen. Die meisten Kameras verwenden heute CMOS-Flächensensoren. Hier der prinzipielle Aufbau:

CMOS-Flächensensor

CMOS-Flächensensor

 

Man kann sich den Sensor wie ein Schachbrett vorstellen. Jedes Feld ist ein Pixel und besteht aus einer Fotodiode mit einer darüber liegenden Mikrolinse. Die Mikrolinsen fokussieren das einfallende Licht, das von den Fotodioden in elektrische Ladungen umgewandelt wird. Es wird hier also die Energie des einfallenden Lichts in elektrische Energie umgewandelt. Das geschieht in jeder der Fotodioden separat. Jede Fotodiode wird also separat ausgewertet. Fällt auf eine Fotodiode viel Licht, entsteht eine starke elektrische Ladung, fällt wenig darauf, ist sie entsprechend schwächer. Immer aber ist sie proportional der einfallenden Lichtmenge. Diese setzt sich zusammen aus der Zeit in der das Licht auf die Fotodiode fällt (Belichtungszeit) und der Lichtintensität.Die von jeder der Fotodioden erzeugte elektrische Ladung wandert durch eine Ausleseelektronik, einen Analog/Digital-Wandler und einen Verstärker. Soweit so gut.

Eine solche Anordnung wäre farbenblind. Es könnten nur Grauwerte generiert werden. Um den Flächensensor farbsichtig zu gestalten, kam bei der Firma Eastman Kodak B. E.  Bayer 1975 auf die Idee, zwischen Mikrolinsen und Fotodioden Farbfilter in den Grundfarben Rot Grün und Blau einzufügen. (RGB-Farben). Die Anordnung der Farbfilter folgt einem ganz bestimmten Schema, das nach seinem Erfinder Bayer-Muster genannt wird. Den Sensor nennt man daher auch Bayer-Pattern-Sensor.

 

Bayer Pattern

Bayer Pattern

In diesem Farbschema sind die Farben Rot und Blau zu 25% und Grün zu 50% vertreten. Diese Prozentzahlen tragen den Eigenschaften des menschlichen Auges Rechnung, dessen Farbrezeptoren eine ähnliche prozentuale Verteilung besitzen.

Fällt nun Licht auf die einzelnen Sensorzellen (Fotodioden), so lassen die grünen nur den Grünanteil, die roten nur den Rotanteil und die blauen nur den Blauanteil des Lichts passieren und wandeln diesen in äquivalente elektrische Ladungen um. Nun wissen wir aber, daß jedes Pixels im fotografischen Bild eine Rot- Grün- und Blau-Anteil besitzt. Die durch den Bayer-Pattern-Sensor erzeugten Pixel besitzen aber nur jeweils eine Farbe: Rot Grün oder Blau. Sie müssen daher um die beiden jeweils fehlenden Farbanteile ergänzt werden. Dieses geschieht durch ein aufwendiges mathematisches Verfahren, das man Demosaicing, Bayer-Interpolation oder schlicht Farbinterpolation nennt. Interpolationsverfahren wendet man immer dann an, wenn zwischen Messwerten eine Lücke besteht. Nehmen wir an, jemand möchte abnehmen und mißt jede Woche einmal sein Gewicht. In der 1. Woche wiegt er 70,0 kg in der 2. Woche hat er vergessen sich zu wiegen und in der 3. Woche wiegt er 69,50 kg. Jetzt kann er den vergessenen Wert durch Interpolation annähernd ermitteln, indem er den Mittelwert aus den beiden Randwerten berechnet, also (70,0+69,5)/2=69,75 kg. Das wäre eine einfache lineare Interpolation. Grundsätzlich ähnlich, aber mathematisch viel komplizierter, verläuft die Bayer-Interpolation. Aber das Ziel ist klar: Jedem Pixel werden die jeweils fehlenden Farbanteile mit Hilfe der ihn umgebenden Pixel hinzugerechnet. Einem grünen Pixel, das z.B. von 2 starken roten Pixeln umgeben ist, wird eine relativ hoher Rotanteil hinzugerechnet. Sind die beiden umgebenden blauen Pixel hingegen sehr schwach, so wird  auch nur ein geringer Blauanteil hinzugerechnet. Am Ende des Interpolationsverfahrens besitzt jedes Pixels auf dem Bayer-Schema einen vollständigen RGB-Wert. (Wer sich mit RGB-Werten und Farbtiefe nicht auskennt, findet Infos in meinem Blogbeitrag über HDRI-Fotografie).

Nach der Bayer- Interpolation ist ein Bild entstanden, das in der Kamera noch weitere Schritte durchläuft. Dazu zählen u.a. Anpassung von Weißabgleich, Kontrast, Sättigung und Nachschärfen. Zusätzlich wird das Bild komprimiert, um den Speicherbedarf zu verringern. Das so entstandene Bild ist dann eine JPEG-Datei  und wird mit der Endung .JPG abgespeichert.

Worin liegt nun die Besonderheit der RAW-Datei?  Bei der Speicherung als RAW-Datei, wird der kamerainterne Verarbeitungsprozess schon vor der Bayer-Interpolation abgebrochen. Sowohl die Bayer-Interpolation als auch die weiteren Verarbeitungsschritte wie Weißabgleich, Sättigung u.s.w. erfolgen nicht wie bei JPEG-Dateien in der Kamera, sondern erst später am Computer mit der passenden Bearbeitungssoftware. Damit hat der Fotograf die volle Kontrolle über die Rohdaten und sehr viel mehr Spielraum bei der Bildbearbeitung. Leider gibt es keinen Standard für das RAW-Format. Selbst innerhalb verschiedener Kamera-Typen des gleichen Herstellers kann es Unterschiede geben. Das muss man beim Kauf eines Bildbearbeitungsprogramms beachten.

Ich habe hier den am weitesten verbreiteten CMOS-Sensor beschrieben. Es gibt aber noch andere Sensoren, z.B. vom Sigma und Fujifilm, die nach anderen Prinzipien arbeiten.

Nach soviel Theorie hier mal ein ganz praktisches Beispiel, das den Vorzug von RAW-Dateien zeigt. Das im Folgenden beschriebene Verfahren läßt sich nicht mit einer JPEG-Datei durchführen. Ich fotografiere Mikrokristalle im polarisierten Licht immer mit einer Nikon, die auf das RAW-Format eingestellt ist. Manchmal bearbeite ich diese Dateien mit meinem Standard-Bildbearbeitungsprogramm Corel PaintShop Pro.

Mein Ziel ist es, bei meinen Aufnahmen die Wirkung zu erzielen, die ich am Mikroskop wahrnehme. Manchmal kommen erst  HDR-Aufnahmen diesem Ziel nahe. Dazu sind mindestens 3 Aufnahmen unterschiedlicher Belichtung erforderlich. Mit Corel PaintShop Pro kann man aber auch aus einer korrekt belichteten RAW-Datei 3 Aufnahmen generieren, indem das Programm durch Manipulation der RAW-Daten 2 zusätzliche Aufnahmen unterschiedlicher Belichtung erzeugen. Den Grad der Unter- bzw. Überbelichtung kann man vorgeben. Danach werden von den 3 Aufnahmen die jeweils optimal belichteten Bereiche zu einer Pseudo-HDR-Aufnahme zusammengefügt. (Pseudo- weil nicht 3 Original-Aufnahmen verwendet werden). Zunächst muß aber die RAW-Datei der Bayer-Interpolation unterworfen werden. In Corel PaintShop Pro ist ein Programm namens Camera RAW Editor enthalten, das diesen Vorgang durchführt.

Die RAW-Datei wird zunächst in Corel PaintShop Pro eingelesen, man landet direkt im Camera-Raw Editor. Hier wird die Bayer-Interpolation durchgeführt. Man kann, falls erforderlich, verschiedene Korrekturen vornehmen.

Camera Raw Editor

Durch Klicken auf „ok“ gelangt dann in das eigentliche Bearbeitungsprogramm.

 

Bearbeitungsprogramm

Hier klickt man ganz oben links „Datei“ an, es öffnet sich ein Pulldown-Menü und man wählt dort „HDR“ und „Einzelnes Foto“

 

"Datei" und "HDR" wählen

 

Jetzt müssen zunächst die 2 zusätzlichen Bilder generiert werden. Auf der unteren Leiste sieht man das Ausgangsbild. Links ist ein Menü, in dem man den Grad der Unter-/Überbelichtung festlegen kann.

Man wählt zunächst mit „EV-Intervall“ den Grad der Belichtungsabweichung vom Original. Klickt man dann auf „Foto teilen“,  werden die 2 zusätzlichen Bilder generiert, die man auf der unteren Leiste sehen kann, (im übernächsten Screenshot).

 

Links Interval auswählen und Harken setzen.

 

 

Bild001.4

Klickt man auf „Verarbeiten“ wird aus den 3 Bildern ein Pseudo-HDR-Bild erzeugt.

 

Bild001.5

 

Links sieht man verschiedene Vorschläge für die Farbe des endgültigen Bildes. Ich habe hier das mittlere rechte gewählt, man kann im linken Menü noch eine Reihe weiterer Einstellungen vornehmen. Ohne weitere Einstellungen sieht das endgültige Bild dann so aus:

 

Mikrokristalle von Naproxen, fotografiert im polarisierten Licht. Bearbeitet mit Corel Paint Shop Pro X8

Mikrokristalle von Naproxen, fotografiert im polarisierten Licht. Bearbeitet mit Corel Paint Shop Pro X8.

 

Wer die Möglichkeit hat, Fotos im RAW-Format abzuspeichern und die Arbeit mit Bildbearbeitungsprogrammen nicht scheut, sollte die große Flexibilität des Raw-Formats unbedingt nutzen, es lohnt sich.

So, liebe Freunde der Mikrokristalle, das war ein ziemlich langer Weg. In meinem nächsten Blogbeitrag widme ich mich mal wieder meinem geliebten Schülermikroskop. Ich möchte zeigen, wie man mit minimalen Mitteln, Smartphone-Kamera, Schülermikroskop und einfachen Polarisationsfilterfolien, erstaunlich gute Mikrofotos im polarisierten Licht erzeugen kann. Die Fotos werden mit Kristallen des Kopfschmerzmittels Paracetamol gemacht, das man sich leicht aus der Apotheke beschaffen kann.

Bis dahin wünsche ich eine gute Zeit.

H-D-S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Den Wirkstoff Naproxen aus einem Schmerzmittel isolieren.

Hallo liebe Freunde der Mikrokristalle,

wir alle kennen das Problem: Wie beschaffen wir uns chemische Stoffe, die zur Züchtung vom Mikrokristallen geeignet sind. Das zu Recht sehr strenge Chemikaliengesetz, schränkt den freien Verkauf von Chemikalien für chemische Laien erheblich ein. Für unsere Zwecke benötigen wir zwar nur sehr geringe Mengen, sie liegen im Milligramm-Bereich, aber seriöse Händler verkaufen Chemikalien grundsätzlich nur unter ganz bestimmten Voraussetzungen. Was können wir tun? Es gibt eine Reihe rezeptfreier Medikamente, die Wirkstoffe enthalten, die für unsere Zwecke besonders gut geeignet sind, und die sich ohne großen Aufwand isolieren lassen.

Ein solches Medikament ist das „Dolormin für Frauen“, das den Wirkstoff  Naproxen enthält. Dieses pharmazeutische Produkt wird wohl den meisten von uns unbekannt sein, aber fast jeder kennt das Schmerzmittel Ibuprofen. Ibuprofen zählt zur Gruppe der optisch aktiven chemischen Verbindungen. In meinem Blogbeitrag „Optische Aktivität am Beispiel der Weinsäure“ , April 2015, habe ich das Phänomen der optischen Aktivität ausführlich beschrieben. Hier eine ganz kurze Zusammenfassung: Befinden sich in einer chemischen Verbindung an einem Kohlenstoffatom 4 verschiedene Liganden, so nennt man dieses Kohlenstoffatom asymmetrisch. Sind ein oder mehrere asymmetrische Kohlenstoffatome vorhanden, so ist die Verbindung optisch aktiv. Optisch aktive chemische Verbindungen drehen die Ebene des polarisierten Lichts. Je nach  Anordnung der Liganden sind sie links- oder rechtsdrehend. Es gibt bei optisch aktiven Verbindungen mit einem asymmetrischen Kohlenstoffatom also immer 2 Formen, eine linksdrehende und eine rechtsdrehende. In ihrem chemischen Verhalten unterscheiden sich beide Formen nicht. Daher entstehen bei der Synthese einer chemischen Verbindung mit einem asymmetrischen Kohlenstoffatom auch immer beide Formen genau zu gleichen Teilen, da es statistisch betrachtet, keine Bevorzugung der einen oder anderen Form gibt. Das ist auch der Fall beim Ibuprofen. Ibuprofen besitzt ein asymmetrisches Kohlenstoffatom. Auch hier entstehen bei der chemischen Synthese zu genau  gleichen Teilen die linksdrehende und die rechtsdrehende Form. Eine solche Mischung nennt man Racemat.

Obgleich die beiden Komponenten, man nennt sie optische Antipoden, sich in ihrem chemischen Verhalten nicht unterscheiden, wirkt nur eine von ihnen gegen Schmerzen. Diese Komponente ist das Naproxen. (Warum das so ist, wird in einer kleinen Exkursion in meinem nächsten Blogbeitrag betrachtet). Das Schmerzmittel Ibuprofen ist ein Racemat, es enthält also sowohl die linksdrehende als auch  die rechtsdrehende Form. Der wirksame Anteil, das Naproxen ist darin zu 50% enthalten. Die Trennung optischer Antipoden ist ein aufwendiger Prozess, vermutlich verzichtet man daher auf die Trennung beim Ibuprofen.

Für chemisch interessierten, hier die Formel des Naproxens:

Naproxen

Naproxen

Das Sternchen kennzeichnet das asymmetrische Kohlenstoffatom. In der räumlichen Darstellung erkennt man die 4 Liganden an diesem Atom besser, es ist durch den kleinen blauen Punkt markiert:

Naproxen

Naproxen

 

Wer den Wirkstoff aus einer Tablette isolieren möchte, sollte beachten, daß sich keine weiteren Wirkstoffe in dem Medikament befinden. Ein Medikament, das reines Naproxen enthält, ist das „Dolormin für Frauen“.

Dolormin

Dolormin

Bitte aufpassen, es gibt auch noch andere Zubereitungen die auch unter der Bezeichnung Dolormin verkauft werden, sie enthalten aber nicht das reine Naproxen!

Es ist einfach, Naproxen aus einer Tablette zu isolieren. Man benötigt 2 kleine 50 ml Bechergläser, Schnapsgläser tun es zur Not auch, einen kleinen Filtertrichter, einen Glasstab, der Stil eines Teelöffels geht auch, und ein Papierfilter. Als Filter kann man das Papier eines Kaffeefilters verwenden. Als Lösungsmittel verwenden wir Spiritus.
Aus dem Kaffeefilter schneidet man ein rundes Filter aus, Durchmesser ca. 8-10 cm.

Eine Tablette Dolormin wird zu einem Pulver fein zerkleinert. Wer hat, verwendet einen Mörser. Man kann die Tablette aber auch zwischen 2 Blatt Papier legen und mit einem Hammer vorsichtig zerkleinert. Das Pulver gibt man in ein 50 ml Becherglas. Wer kein Becherglas besitzt, kann auch ein anderes Glas, wie z.B. ein Schnapsglas verwenden. Man fügt ca. 10 ml Spiritus zu und rührt mit einem Glasstab ein paar Minuten. Das Naproxen ist löslich in Spiritus und trennt sich auf diese Weise von den in Spiritus unlöslichen übrigen Tabletten-Bestandteilen. Am Besten läßt man das Ganze eine Stunde stehen. Nun nimmt man das runde Filter, faltet es 2 mal, so daß eine kleine Filtertüte entsteht. Diese setzt man in den Trichter ein und befeuchtet das Filter mit etwas Spiritus. Dadurch liegt es glatt an der Wand des Trichters an. Nun filtriert man vorsichtig in das zweite Becherglas. Die Flüssigkeit an dem Glasstab entlang laufen lassen. Es entsteht ein leicht trübes, gelbliches Filtrat. Man läßt es ca. eine Stunde stehen und filtriert dann nochmals. Man erhält so ein fast klares Filtrat.

Von dem Filtrat kann man schon einmal einen Tropfen auf einen Objektträger geben. Das Naproxen kristallisiert sehr schnell. Meist sind die Kristalle nicht sonderlich schön, manchmal gelingen sie aber gut, hier 2 Beispiele, die so wie hier beschrieben entstanden sind:

Naproxen, kristallisiert aus einer Spiritus-Lösung.

Naproxen, kristallisiert aus einer Spiritus-Lösung.

 

Naproxen, kristallisiert aus einer Spiritus-Lösung.

Naproxen, kristallisiert aus einer Spiritus-Lösung.

 

Das Becherglas lässt man offen an einem staubfreien Ort stehen, damit der Spiritus verdampfen kann. Keinesfalls darf in der Nähe eine offene Flamme sein! Wir müssen ein paar Tage Geduld haben, bis der Spiritus verdampft ist.

In der Zwischenzeit kann man aber den Objektträger mit dem fein kristallisierten Naproxen auf einer Herdplatte erwärmen. Naproxen schmilzt bei 152 Grad Celsius. Man sollte auf der kleinsten Stufe der Herdplatte arbeiten und langsam aufschmelzen. Nach dem Schmelzen kristallisiert das Produkt in wenigen Minuten. Die Kristalle, fotografiert im polarisierten Licht sahen dann so aus:

 

Naproxen, kristallisiert aus der Schmelze.

Naproxen, kristallisiert aus der Schmelze.

 

Wenn ein Teil des Spiritus in dem Becherglas verdampft ist, beginnt das Naproxen auskristallisieren. Sobald fast kein Spiritus mehr vorhanden ist, werden die Kristalle auf ein Filterpapier aufgebracht. Saugfähiges Papier, wie Zeitungspapier darunterlegen, um den restlichen Spiritus aufzusaugen. Nach dem Trocknen der Kristalle, sie sind sehr weich, fast wie Watte, diese in einem kleinen Fläschchen aufbewahren. Gibt man einige dieser Kristalle auf einen Objektträger mit Deckglas und schmilzt sie vorsichtig auf, so erhält man atemberaubend schöne Bilder unter dem Mikroskop im polarisierten Licht. Hier einige Proben:

Naproxen, isoliert aus einer Tablette. Kristallisation aus der Schmelze.

Naproxen, isoliert aus einer Tablette.
Kristallisation aus der Schmelze.

 

Naproxen

Naproxen, isoliert aus einer Tablette.
Kristallisation aus der Schmelze.

 

Naproxen

Naproxen, isoliert aus einer Tablette.
Kristallisation aus der Schmelze.

 

Wer statt Naproxen Ibuprofen aus einer Tablette isolieren möchte, kann genau wie oben beschrieben vorgehen. Auch mit Ibuprofen erhält man großartige Mikrofotos. Ein kleiner Hinweis noch für chemische Laien: Spiritus ist chemisch gesprochen Äthylalkohol. Auf reinem Äthylalkohol liegt eine hohe Steuer, er ist daher sehr teuer. Um den preiswerten Spiritus untrinkbar zu machen, wird er mit einem Stoff vergällt, der extrem bitter schmeckt. Darum sollte man in der Küche mit Spiritus vorsichtig zu Werke gehen, und Spiritus nicht mit Lebensmitteln in Verbindung zu bringen. Glasgefäße die Naproxen enthalten kann man nicht mit Wasser reinigen, da Naproxen in Wasser praktisch unlöslich ist. Man muß dafür Spiritus verwenden.

Soviel für heute, liebe Freunde der Mikrokristalle. In meinem nächsten Blogbeitrag geht es um die Frage fotografieren im RAW oder JPG-Format. Ein spannendes Thema.

Bis dahin wünsche ich eine gute Zeit.

H-D-S

 

 

 

 

 

 

Von der Köhlerschen- und der Kritischen Beleuchtung.

Hallo liebe Freunde der Mikrokristalle,
ich hatte es angekündigt, die Köhlersche Beleuchtung ist heute mein Thema.

Diese Art der Beleuchtung ist nach Professor August Karl Valentin Köhler benannt, der sie 1893 im Rahmen seiner Doktorarbeit entwickelte, um korrekt belichtete Mikrofotos bei bestmöglicher Ausnutzung der Abbildungsleistung seines Mikroskops zu erhalten. Seine Arbeitsmethode war so bahnbrechend, daß sie bis heute von fast allen Mikroskopikern angewandt wird. Dennoch wird sie, inzwischen über 120 Jahre alt, durchaus in Foren kontrovers diskutiert. Es wird gefragt, ob das „Köhlern“, wie man die Arbeitsmethode meist nennt, noch wirklich zeitgemäß ist, da die Qualität der Mikroskope von 1893 mit den heutigen schließlich nicht mehr zu vergleichen ist.

Zunächst möchte ich die Köhlersche Beleuchtung beschreiben. Die Methode kann nur mit Mikroskopen durchgeführt werden, die folgende Komponenten besitzen: Kollektor, Leuchtfeldblende und Kondensor mit Aperturblende.

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Ziel der Köhlerschen Beleuchtung ist es, ein möglichst homogen ausgeleuchtetes Bild ohne Streulicht zu erzeugen. Dafür wird das Lampenlicht des Mikroskops über einen Kollektor gebündelt und der Kondensor wird so eingestellt, daß die Lichtquelle in der Ebene der Aperturblende abgebildet wird. Das Objekt wird so von parallelen Lichtstrahlen, homogen bei maximaler Intensität durchleuchtet. In der folgenden Abbildung ist der Beleuchtungsstrahlengang grün dargestellt:

koehler_05
Man sieht, daß die Lichtquelle in der Ebene der Aperturblende abgebildet wird. Die Beleuchtungsstrahlen werden dann durch den Kondensor parallel ausgerichtet und treffen so auf das Präparat in der Objektebene. Beleuchtungsstrahlen die nicht auf Punkte in der Objektebene treffen, werden auf der Netzhaut als homogene helle Fläche wahrgenommen. Der Abbildungsstrahlengang ist rot dargestellt.

Und hier das Rezept für die Köhlersche Beleuchtung. Vorausgesetzt ist, daß Leuchtfeldblende und Kondensor zentriert sind:

  • Präparat unter das Mikroskop legen und Beleuchtung einschalten.
  • Leuchtfeldblende ganz öffnen.
  • Aperturblende ganz öffnen.
  • Kondensor bis zum oberen Anschlag vorsichtig hochfahren.
  • Präparat scharf stellen.
  • Leuchtfeldblende vollständig schließen.
  • Kondensor soweit herunterfahren, bis der Rand der Leuchtfeldblende möglichst scharf ist (ev. Farbsaum schlägt von Rot nach Blau um).
  • Leuchtfeldblende soweit öffnen, bis Blendenrand gerade aus dem Sichtfeld verschwindet.
  • Aperturblende ca. halb schließen.

Bei jedem Objektivwechsel muß der Vorgang wiederholt werden.

Manche Mikroskope besitzen zwar einen Kondensor mit Aperturblende, aber keine Leuchtfeldblende. In solchen fällen kann man sich mit der sogenannten „Kritischen Beleuchtung“ helfen. Man benötigt einen Objektträger, auf den man mit einem Filzstift ein kleines Kreuz zeichnet.

  • Präparat unter das Mikroskop legen und Beleuchtung einschalten.
  • Aperturblende ganz öffnen.
  • Kondensor bis zum oberen Anschlag vorsichtig hochfahren.
  • Präparat scharf stellen.
  • Objektträger mit Kreuz auf die Beleuchtungseinrichtung legen.
  • Kondensor soweit herunterfahren, bis das Kreuz scharf abgebildet wird.
  • Objektträger mit Kreuz wieder entfernen.
  • Aperturblende ca. halb schließen.

Auch hier muß der Kondensor mit den Zentrierschrauben vorher zentriert worden sein. Die Kritische Beleuchtung hat den Nachteil, daß eventuell die Wendel der Leuchtquelle stört. In solchen Fällen den Kondensor etwas herunterdrehen oder ein Mattscheibenfilter verwenden.

Hier Vergleichsaufnahmen:

Benzoesäure 40x

Benzoesäure 40x
Kondensor am oberen Anschlag
Leuchtfeldblende ganz geöffnet.

 

Benzoesäure_40x_kr

Benzoesäure 40x
Kritische Beleuchtung.

 

Benzoesäure_40x_k

Benzoesäure 40x
Köhlersche Beleuchtung.

 

Benzoesäure_100x

Benzoesäure 100x
Kondensor am oberen Anschlag
Leuchtfeldblende ganz geöffnet.

 

Benzoesäure_100x_kr

Benzoesäure 100x
Kritische Beleuchtung.

 

Benzoesäure_100x_k

Benzoesäure 100x
Köhlersche Beleuchtung.

 

Alle Aufnahmen sind vollkommen unbearbeitet. Auf einem großen Monitor betrachtet erkennt man bei den Originalbildern durchaus gewisse Unterschiede, die hier auf dem Blog nicht so klar herauskommen. Es liegen aber keine Welten dazwischen. Ich konnte aber bei verschiedenen Vergleichsaufnahmen immer wieder die Erfahrung machen, daß ausnahmslos die geköhlerten Aufnahmen die besten waren. Mir ist das Köhlern in Fleisch und Blut übergegangen, so daß ich es vor jeder Aufnahme bei Objektivwechsel vornehme. Aber es sei gesagt, wer die Einrichtung zum Köhlern an seinem Mikroskop nicht besitzt, muß nicht verzweifeln, so groß sind die Unterschiede nicht.

Soviel für heute liebe Freunde der Mikrokristalle.

In meinem nächsten Blogbeitrag geht es um Mikrofotos von Naproxen. Diesen pharmazeutischen Wirkstoff kann man leicht aus rezeptfreien Tabletten isolieren. Man bekommt atemberaubende Aufnahmen.

Bis dahin wünsche ich eine gute Zeit und fröhliches Köhlern.

 

H-D-S

 

 

 

 

 

Cumarin ein Duft- und Geschmacksstoff für Mikrokristalle der Extraklasse.

Hallo liebe Freunde der Mikrokristalle,
vor etwa zehn Jahren und auch immer mal wieder danach, geriet das Cumarin in den Focus der Presse. Was war der Grund?
Weihnachtsgebäck, und hier besonders Zimtsterne wiesen teilweise einen unzulässig hohen Gehalt an Cumarin auf. Woher kam dieser Stoff? Cumarin ist Bestandteil vieler Naturprodukte. Auch in der Rinde des Zimtbaums ist es enthalten. Im Handel werden 2 Sorten von Zimt angeboten, der Ceylon-Zimt und der viel preiswerteren Cassia-Zimt der u.a. aus China und Indonesien kommt. Letzterer besitzt einen sehr viel höheren Cumarin-Gehalt als Ceylon-Zimt. Die Sorten kann man als Stangen, wenn man sie im Querschnitt betrachtet, voneinander unterscheiden. Beim Ceylon-Zimt sieht man mehrere Röhrchen, die ineinander geschoben sind, wogegen der Cassia-Zimt aus einem einzigen dickeren Röhrchen besteht.

Cumarin kann in höheren Konzentrationen zu Lebererkrankungen führen. Manche Menschen besitzen dafür eine besondere Disposition. Es ist daher verboten, Cumarin als Reinsubstanz in Nahrungsmitteln einzusetzen. Über das Gewürz Zimt zugeführt, hat der Gesetzgeber verschiedene Grenzwerte, abhängig vom Nahrungsmittel festgelegt. (Man darf sich allerdings fragen, wie ein Bäckermeister den Cumarin-Gehalt in seinen Zimtsternen ermitteln will). In der kosmetischen Industrie ist Cumarin als Duftstoff ohne Begrenzung zugelassen, es gibt lediglich ab einer bestimmten Konzentration eine Deklarationspflicht.

Der typische Geruch des Zimts rührt nicht primär vom Cumarin, sondern vom Zimtaldehyd her. Auch im Waldmeister-Aroma spielt das Cumarin eine Rolle. Den ganz typischen Geruch vom Cumarin findet man im frischen Heu.

Hier die chemische Formel:

Cumarin

Cumarin

Mikrokristalle von Cumarin zeichnen sich durch eine sehr vielfältige Farbenpracht unter dem Mikroskop im polarisierten Licht aus. Das gilt besonders, wenn man die Kristalle aus der Schmelze gewinnt. Dabei sollte man aber etwas beachten: Kühlt die Schmelze zu schnell ab, werden die Kristalle sehr fein und sind ziemlich unansehnlich. Man kann zur Gewinnung schöner Kristalle folgendermaßen vorgehen:

Auf einen Objektträger wenige Kristalle geben und mit einem Deckgläschen abdecken. Auf z.B. einer Herdplatte bis zum Schmelzen erwärmen. Cumarin schmilzt schon bei ca. 69 Grad Celsius. Nach dem Abkühlen findet man unter dem Mikroskop meist einen wenig farbigen Kristallbrei. Jetzt mit einem Föhn den Objektträger von unten vorsichtig erwärmen, bis die Kristalle wieder weitgehend, aber keinesfalls vollständig geschmolzen sind. Es kristallisieren meist wunderschöne Kristalle, die von der Form her wie Eisblumen am Fenster aussehen, und die unter dem Mikroskop im polarisierten Licht sehr prächtige Farben zeigen. Man kann diesen Vorgang mehrmals wiederholen und erhält immer wieder andere Farben und Formen.

Und hier ein paar Bilder, die auf diese Weise entstanden sind:

 

Cumarin_01

Cumarin_01

 

Cumarin_02

Cumarin_02

 

Cumarin_03

Cumarin_03

 

Cumarin_05

Cumarin_05

Im Chemikalienhandel kann man Cumarin nur kaufen, wenn man selbständig ist und über einen Sachkundenachweis verfügt. Vielleicht hilft bei Kleinstmengen ein Apotheker, wenn man ihm sagt, was man damit vorhat. Aus Zimtpulver läßt sich Cumarin nur mit relativ großem Aufwand isolieren.

Soviel für heute, liebe Freunde der Mikrokristalle. In meinem nächsten Blogbeitrag geht es um die Köhlersche Beleuchtung.

Bis dahin wünsche ich eine gute Zeit.

H-D-S