Beleuchtungstipps für Mikrokristalle im polarisierten Licht.

Hallo liebe Freunde der Mikrokristalle,

zur Beleuchtung unseres Mikroskops gehört neben der Lichtquelle auch der Kondensor. Fast 1/3 der Kosten eines modernen Labor- oder Forschungsmikroskops fallen auf die Beleuchtungseinrichtung. Alleine daraus ist leicht zu erkennen, welche Bedeutung ihr zukommt.

Fangen wir mit der Lichtquelle an: Ich betrachte hier schwerpunktmäßig das Fotografieren von Mikrokristallen im polarisierten Licht. Wer noch ein älteres Mikroskop mit einem Schwenkspiegel besitzt, mit dem er das Tageslicht durch die Kristalle leitet, muß nicht verzagen. Keine andere Lichtquelle ist für unsere Zwecke besser geeignet, als Tageslicht. Um die prächtigen farbigen Bilder im polarisierten Licht erzeugen zu können, benötigen wir eine Lichtquelle mit einem möglichst breiten Wellenspektrum. Da ist das Tageslicht ideal. Auch herkömmliche Glühlampen besitzen ein relativ breites Wellenspektrum. Für LED’s hingegen trifft das nicht in dem Maße zu. Sie sind daher für unsere Zwecke wenig geeignet. Also aufpassen, welche Lichtquelle man benutzt. Hier gleich ein  Beispiel: Das gleiche Motiv wurde einmal mit der Mikroskopbeleuchtung meines Mikroskops, einer 12V, 30W Halogenlampe  und danach mit einer LED-Lampe aus einem Baumarkt beleuchtet. Beide Aufnahmen wurden nicht nachbearbeitet. Die Mikrokristalle waren Magnesiumsulfat.

Magnesiumsulfat-Kristalle im polarisierten Licht. Lichtquelle: Halogenlampe

Magnesiumsulfat-Kristalle im polarisierten Licht.
Lichtquelle: Halogenlampe

 

Magnesiumsulfat-Kristalle im polarisierten Licht. Lichtquelle: LED aus Baumarkt.

Magnesiumsulfat-Kristalle im polarisierten Licht.
Lichtquelle: LED aus Baumarkt.

 

Die Aufnahme mit der LED-Beleuchtung besitzt einen zu hohen Blauanteil. Das Beispiel zeigt sehr deutlich welch großen Anteil die Beleuchtungsart am Bildergebnis hat.

Wie schon erwähnt, gehört zur Beleuchtungseinrichtung der Kondensor. Wie man mit Hilfe des Kondensors die Köhlersche- oder die Kritische Beleuchtung einstellt, habe ich in meinem Blogbeitrag „Von der Köhlerschen- und Kritischen Beleuchtung“ März 2016 ausführlich beschrieben. Der Kondensor enthält eine Blende, Aperturblende genannt, die etwa zur Hälfte oder etwas stärker geschlossen werden soll. Auf diese Blende möchte ich etwas genauer eingehen. Vom Fotografieren wissen wir aus Erfahrung, daß wir bei geöffneter Blende Bilder mit verminderter Schärfe und geringer Tiefenschärfe erhalten. Umgekehrt, arbeiten wir z.B. mit Blende 22, so erhalten wir zwar die höchste Tiefenschärfe, die Bilder werden aber weniger scharf als bei mittlerer Blende. Ähnlich verhält es sich mit der Aperturblende. Hier ein Beispiel, wieder dient  Magnesiumsulfat als Objekt. Es folgen 4 Aufnahmen, mit offener, halb geschlossener, 3/4 geschlossener und weitgehend geschlossener Aperturblende. Auch diese Aufnahmen sind unbearbeitet.

Magnesiumsulfat Vergrößerung 100x Aperturblende offen

Magnesiumsulfat
Vergrößerung 100x
Aperturblende offen

 

Magnesiumsulfat Vergrößerung 100x Aperturblende halboffen

Magnesiumsulfat
Vergrößerung 100x
Aperturblende halb geschlossen

 

Magnesiumsulfat Vergrößerung 100x Aperturblende 3/4 geschlossen

Magnesiumsulfat
Vergrößerung 100x
Aperturblende 3/4 geschlossen

 

Magnesiumsulfat Vergrößerung 100x Aperturblende 3/4 geschlossen

Magnesiumsulfat
Vergrößerung 100x
Aperturblende fast geschlossen

Mit zunehmendem Schließen der Aperturblende erscheinen die Aufnahmen kontrastreicher. Man darf es aber nicht übertreiben. Von den letzten beiden Aufnahmen habe ich Auschnittsvergrößerungen angefertigt:

 

Magnesiumsulfat Vergrößerung 100x Aperturblende 3/4 geschlossen Auschnittsvergrößerung

Magnesiumsulfat
Vergrößerung 100x
Aperturblende 3/4 geschlossen
Auschnittsvergrößerung

 

Magnesiumsulfat Vergrößerung 100x Aperturblende fast geschlossen Auschnittsvergrößerung

Magnesiumsulfat
Vergrößerung 100x
Aperturblende fast geschlossen
Auschnittsvergrößerung

Betrachtet man z.B. die Linie, auf die der blaue Pfeil zeigt, so sieht man helle Säume entlang der Linie, die nicht zum Bild gehören. Wir haben es hier mit Beugungserscheinungen zu tun,  die sich mit der Wellennatur des Lichts erklären lassen.

Für die Praxis sollte man sich merken, nie die Aperturblende zu stark schließen. (Nicht über 80%). Die Abbildungstiefe des Bildes wird zwar erhöht und das Bild erscheint kontrastreicher, übertreibt man es aber, verfälschen Beugungserscheinungen das Bild. Im Übrigen vermindert sich das Auflösungsvermögen.

Soviel für heute, liebe Freunde der Mikrokristalle.

In meinem nächsten Blogbeitrag widme ich mich der Frage: Wie entstehen eigentlich Beugungserscheinungen?  Eine spannende Frage. Damit es aber nicht langweilig wird, gibt es dann noch einige schöne Bilder anzusehen.

Bis dahin wünsche ich eine gute Zeit.

 

H-D-S

 

 

 

 

 

 

 

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Hydrochinon: Vom Fotoentwickler zum Shootingstar.

Hallo liebe Freunde der Mikrokristalle.

Wer in der Zeit der analogen Fotografie seine Filme selber entwickelt hat kennt es: Das Hydrochinon. Die damals sehr häufig verwendete Entwicklersubstanz  bildet aber auch wunderschöne, farbige Mikrokristalle, richtige Shootingstars, besonders aus der Schmelze.

Ein Warnhinweis zu Beginn:

Hydrochinon ist giftig! Früher wurde die toxische Wirkung wohl sehr unterschätzt. Man verwendete Hydrochinon sogar in der Kosmetik zur Herstellung von Cremes, die der Hautaufhellung dienten. Das ist inzwischen verboten. Die Substanz kann man daher auch nicht ohne Weiteres im Handel kaufen, man findet sie aber als Fotochemikalie bei eBay. Es ist schwer zu beurteilen, ob der Verkauf zulässig ist. Für die Mikrokristallisation benötigt man nur wenige Milligramm. Vorsicht ist beim Umgang mit der Chemikalie geboten!

Hier die chemische Formel:

Hydrochinon

Hydrochinon

 

Hydrochinon ist gut löslich in Wasser, Spiritus, Isopropanol und Aceton, und es kristallisiert aus diesen Lösungsmitteln sehr leicht.

Es läßt sich aber, wie schon erwähnt, auch sehr schön aus der Schmelze kristallisieren. Man gibt wenige Kristalle auf einen Objektträger, bedeckt sie mit einem Deckglas und erwärmt, bis das Hydrochinon gerade zu schmelzen beginnt. Der Schmelzpunkt liegt bei 170 Grad C.

Falls man in der Küche arbeitet, unbedingt Dunstabzugshaube anstellen.

Hier einige Bilder die so entstanden sind:

Hydrochinon

Hydrochinon aus der Schmelze kristallisiert.

Hydrochinon

Hydrochinon aus der Schmelze kristallisiert.

Hydrochinon

Hydrochinon aus der Schmelze kristallisiert.

 

Die Aufnahmen wurden mit einem Mikroskop das mit einer orientierenden Polarisationseinrichtung ausgerüstet ist, im polarisierten Licht aufgenommen. Vergrösserung 100 x.

Hydrochinon kristallisiert in verschiedenen Modifikationen. Je nach Kristallisationsbedingungen existieren eine Alpha- Beta- und Gammaform. Die Alpha-Form ist die stabilste und liegt normalerweise beim Kauf der Substanz vor.

Man kann das Kristallwachstum und manchmal auch die Kristallumwandlung unter dem Mikroskop beobachten und natürlich auch fotografieren.

Das, liebe Freunde der Mikrokristalle, wird das Thema meines nächsten Blog-Beitrags sein.

Bis dahin wünsche ich eine gute Zeit.

H-D-S

 

Adaptieren einer Spiegelreflexkamera an ein zum Polarisations-Mikroskop umgebautes Instrument älterer Bauart

Hallo liebe Freunde der Mikrokristalle,

Sie besitzen ein schon etwas angestaubtes Mikroskop,  es verfügt über keinen Extratubus um eine Spiegelreflex-Kamera anzusetzen, und Sie möchten Mikrofotos im polarisierten Licht aufnehmen. Die Modifikationen am Mikroskop selber wurde im vorigen Blogbeitag ausführlich beschrieben. Hier jetzt die Adaption der Kamera mit relativ einfachen Mitteln an ein so vorbereitetes Mikroskop:

Wenn, wie bei alten Mikroskopen üblich, das Scharfstellen über den Mikroskop-Tubus erfolgt, kann die Kamera nicht fest mit dem Tubus verbunden werden, sie würde durch ihr Gewicht auf den Tubus drücken und das Scharfstellen unmöglich machen. Zusätzlich würde es durch die Spiegelbewegungen zu Bewegungsunschärfen kommen. Die Kamera muß also an einem Stativ befestigt, und flexibel mit dem Mikroskop verbunden werden. Es gibt verschiedene Möglichkeiten: Eine sehr elegante Lösung bietet das Stativ eines alten Vergrößerungsapparates.

Adaption

Adaption einer Spiegelreflex-Kamera

Hier wurde die Kamera über einen Kugelkopf am Stativ befestigt. Durch Kugelkopf und Wasserwaage kann die Kamera leicht exakt ausgerichtet werden. Über den Tubus des Mikroskops stülpt man einen Kunststoffschlauch aus dem Baumarkt, der mit verschiedenen Durchmessern für weniger als einem Euro angeboten wird. Er wird normalerweise zur Isolierung von Wasserleitungen verwendet. Der hier gezeigte Schlauch hat folgende Maße: Innendurchmesser 3 cm Außendurchmesser 5 cm. Der Schlauch soll ca. 5 mm über dem Tubus mit Okular überstehen.

Für die hier gezeigte Kameraadaption wird nur das Kameragehäuse ohne Objektiv benötigt. Als Objektiv dient das Okular des Mikroskops, das sich daher auch im Tubus befinden muß.

Benötigt wird jetzt noch ein Polarisationsfilter und die Verbindung zur Kamera. Ein preiswerter Adapter kann folgendermaßen aussehen:

Mikroskop-Adapter

Mikroskopadapter bestehend aus Polarisationsfilter, M-42 Zwischenring, T2-Ring

Für alle gängigen Spiegelreflex-Kameras gibt es im Internet T2-Ringe. Diese besitzen objektivseitig immer ein M42-Gewinde und kameraseitig das Bajonett  des jeweiligen Kameratyps. Für Nikon kostet der Ring ca. 20 EURO (Stand 2014).  Auf den T2-Ring wurde ein alter M-42 Zwischenring geschraubt und darauf  ein lineares Polarisationsfilter (M55) mit Zweikomponentenkleber geklebt. (Polarisationsfilter mit M-42 Gewinde sind im Handel kaum zu bekommen). Fertig ist der Adapter.

(Um keine Verwirrung zu erzeugen: Auf dem Foto, „Adaption einer Spiegelreflex-Kamera“ das die ganze Adaption an das Mikroskop zeigt, fehlt der T2-Ring, da das alte Praktika-Kameragehäuse selber ein M-42 Gewinde besitzt und man somit den Adapter ohne T2-Ring direkt auf das Kameragehäuse schrauben kann). Der M-42 Zwischenring ist an sich nicht notwendig, aber sehr praktisch. Da wie erwähnt alle T2-Ringe objektivseitig ein M-42 Gewinde besitzen, braucht man beim Wechsel der Kameramarke nur den T2-Ring zu tauschen.  Das Polarisationsfilter kann auch ein Zirkularpolarisationsfilter sein, dann aber aufpassen daß es mit der richtigen Seite aufgeklebt wird!

Diesen Adapter setzt man an das Kameragehäuse an. Verwendet man das Stativ eines Vergrößerungsapparates, kann man jetzt die Kamera herunterfahren, bis das Polarisationsfilter gerade auf dem Schlauch aufliegt. Vorher sollte man schon ohne Kamera scharf stellen. Durch den Kamerasucher oder per Live-View kann die Schärfe durch Hoch- oder Runterfahren des Tubus kontrolliert werden. Gegebenenfalls muss das Kameragehäuse etwas nachgeführt werden. Das Polarisationsfilter soll auf jeden Fall auf dem Schaumstoffschlauch aufliegen. Da der Schlauch sehr weich ist, kann er beim Scharfstellen ruhig ein wenig zusammengedrückt werden.

Der Adapter wurde mit einer Spiegelreflex-Kamera (Nikon D 300s) an 2 Mikroskopen erprobt. Beide Mikroskope besaßen die nach der internationalen Norm DIN ISO 9345 – 1 vorgeschriebene Tubuslänge von 16 cm. Darauf sollte man beim Kauf eines gebrauchten Mikroskops achten.

An Stelle des Stativs eines Vergrößerungsapparates kann man auch ein Fotostativ mit Mittelsäule verwenden und diese umdrehen. Das Nachführen der Kamera ist dann etwas umständlich, funktioniert sonst aber gut.

Hier ein paar Beispiele, die mit dem obigen Mikroskop und einem Nikon D300s-Gehäuse aufgenommen wurden:

Hydrochinon/Schwefel

Hydrochinon/Schwefel

Hydrochinon/Benzoesäure

Hydrochinon/Benzoesäure

Hydrochinon/Cumarin

Hydrochinon/Cumarin

Obwohl das Mikroskop und das Material für Umbau und  Adaption, zusammen weniger als 200 EURO gekostet haben, erhält man doch sehr scharfe Fotos. Das Mikroskop ist ca. 35 Jahre alt und mechanisch und optisch in einem sehr gute Zustand. Wahrscheilich wurde es früher als Labormikroskop für professionelle Zwecke verwendet. Keinesfalls soll im Übrigen hier Billigmikroskopen das Wort geredet werden. Gute Instrumente sind leider nicht billig. Wer erst einmal der Mikroskopie verfallen ist, und über die notwendigen Mittel verfügt, wird früher oder später bei einem trinokularen Mikroskop eines namhaften  Herstellers landen, da diese Mikroskope viel bequemer zu handhaben sind. Außerdem sind sie vielseitig ausbaubar und können so steigenden Ansprüchen des Mikroskopikers angepaßt werden und ihn ein Leben lang begleiten.

Soviel für heute, liebe Freunde der Mikrokristalle.

Wie man mit verschiedenen Zuckern großartige Mikrokristalle züchten kann, und warum dafür etwas Geduld notwendig ist, wird das Thema des nächsten Blogbeitrags sein.

Bis dahin eine schöne Zeit.

H-D-S