Verstehen von Mikroskop-Objektiven
HINWEIS: Für eine Einführung in Mikroskope siehe Grundlagen der Mikroskopie.
Es sind verschiedene Mikroskopobjektive erhältlich. Alle Objektive verwenden Linsen, um Licht zu fokussieren. Licht wird beim Durchgang durch eine Linse in verschiedene Wellenlängen (Farben) zerlegt. Die verschiedenen Wellenlängen haben unterschiedliche Brennpunkte. Das bedeutet, dass Rot, Grün und Blau scheinbar an unterschiedlichen Punkten fokussieren. Dies wird als chromatische Aberration bezeichnet. Sphärische Aberrationen sind Brennpunktabweichungen, die durch die Form der Linse verursacht werden. Qualitätslinsen sind so konstruiert, dass sie chromatische und sphärische Aberrationen korrigieren, um die Primärfarben auf einen gemeinsamen Brennpunkt zu bringen. Diese Begriffe können Ihnen helfen, das beste Objektiv für Ihre Anwendung zu bestimmen:
Achromatische Objektive – Dieses Objektiv bringt rotes und blaues Licht auf einen gemeinsamen Fokus und ist für grüne sphärische Aberrationen korrigiert. Es ist hervorragend für Schwarz-Weiß-Betrachtungen geeignet. Wenn ein Objektiv nicht gekennzeichnet ist, handelt es sich um ein achromatisches.
Fluorit- oder semi-apochromatische Objektive – Diese Linsen sind chromatisch für Rot und Blau korrigiert, und der grüne Fokus liegt ebenfalls nahe beieinander. Sie sind sphärisch für Blau und Grün korrigiert. Dieses Objektiv eignet sich besser für Farbbetrachtungen oder Aufnahmen als achromatische Objektive.
Apochromatisches Objektiv – Dies ist das teuerste Objektiv. Es ist chromatisch für vier Farben (tiefblau, blau, grün und rot) korrigiert und sphärisch für tiefblau, blau und manchmal grün korrigiert. Dies ist die beste Wahl für Farbbetrachtungen. Diese haben eine höhere numerische Apertur (N.A.) als Achromate oder Fluorite.
Plan-Objektiv – Diese Objektive erzeugen ein flaches Bild über das Sichtfeld. Die drei oben besprochenen Objektive erzeugen alle ein gekrümmtes Bild. Ein Plan-Achromat, Plan-Fluorit oder Plan-Apochromat sind korrigiert.
Unendliche Korrektur – Beim Messen vom hinteren Ende des Objektivs bis zur primären Bildebene sind viele Mikroskope auf eine bestimmte Distanz (160 mm) begrenzt. Teurere Mikroskope verwenden eine andere Reihe von Linsen, Prismen und Spiegeln, um eine „unendliche“ Distanz zwischen diesen beiden Punkten zu ermöglichen. Dies wird als Unendliche Korrektur bezeichnet.
Beschriftung eines Objektivs
Jedes Objektiv ist mit folgenden Informationen gekennzeichnet:
- Vergrößerung
- ∞ für unendliche Korrektur
- Deckglastärke (normalerweise 0,17 mm)
- OIL, HI (homogene Immersion) oder OEL, wenn das Objektiv für einen Tropfen Öl zwischen Linse und Präparat ausgelegt ist. Wenn es nicht als Öl-Immersionsobjektiv gekennzeichnet ist, handelt es sich um ein Trockenobjektiv
- Numerische Apertur (N.A.)
- Farbring (rot–4X, gelb–10X, grün–20X, blau–40X oder 60X, weiß–100X)
Okulare und Objektive arbeiten zusammen
Die Vergrößerung des Bildes hängt von der Kombination aus Okular und verwendetem Objektiv ab. Diese Kombination beeinflusst auch das Sichtfeld. Dieses Beispiel zeigt, wie diese Faktoren zusammenhängen.
Problem: Das PZMIII oder PZMIV Stereo-Zoom-Mikroskop wird normalerweise mit einem 1,0X-Objektiv und einem 10X-Okularpaar geliefert. Die Vergrößerung liegt bei 6X bis 50X, jedoch ist das Konzept der Vergrößerung schwer vorstellbar. Lassen Sie uns besprechen, was an den beiden Zoom-Enden sichtbar ist. Stellen Sie sich den Sichtkreis als Bereich von 34–4,2 mm vor. Dieses Mikroskop hat einen Arbeitsabstand von 100 mm. Forscher, die mit kleinen Tieren arbeiten, werden Schwierigkeiten haben, in diesem engen Raum zu arbeiten.
Lösung: Statt der Standardkonfiguration richten Sie das Mikroskop mit einem 0,5X-Objektiv ein, um den Arbeitsabstand auf 187 mm zu erhöhen. Das Ergebnis der Verwendung dieses Objektivs mit niedrigerer Leistung ist, dass der Vergrößerungsbereich um die Hälfte abnimmt und gleichzeitig das Sichtfeld sich verdoppelt. Um das Mikroskopsystem auf den ursprünglichen Zustand (Vergrößerung und Sichtfeld) zurückzusetzen, ersetzen Sie die 10X-Okulare durch 20X-Okulare. Die Verwendung dieser beiden Optionen stellt das Sichtfeld und den Vergrößerungsbereich auf den ursprünglichen Zustand mit dem zusätzlichen Vorteil eines größeren Arbeitsabstands wieder her.
TIPP: Bei der trinokularen Version des PZMIII oder PZMIV Stereo-Mikroskops mit der Standardkonfiguration (1,0X-Objektiv, 10X-Okulare) und mit dem optimalen Kameraadapter (0,5X an einer ½” CCD-Kamera) ist das Videoaufnahme-Sichtfeld bis zu 40 % kleiner als das Sichtfeld. Durch die Verwendung eines 0,5X-Objektivs mit 20X-Okularen verdoppelt sich der Videoaufnahmebereich, und die resultierende Videoaufnahme entspricht dem Sichtfeld näher.
Das erste Bild zeigt die Okularansicht bei Verwendung eines 1,0X-Objektivs mit einem 10X-Okular. Es hat ein Sichtfeld von 34 mm. Das zweite Bild zeigt das Video-Sichtfeld von etwa 16–4,7 mm (COLCAM-NTSC-Kamera mit 0,5X-Koppler). Das dritte Bild zeigt die Videoansicht, die der Okularansicht entspricht. Es verwendet ein 0,5X-Objektiv mit einem 20X-Okular.
HINWEIS: Wenn eine 1/3”-Kamera (6 mm Diagonale) am 0,5X-Mikroskopadapter verwendet wird, können Sie das Verhältnis von 6/8 für die Reduzierung des aufgenommenen Sichtfelds anwenden.
