• Hallo,

    mich beschäftigt gerade die Frage, ob es nicht möglich wäre ein funktionierendes Lichtmikroskop ohne Linsen zu bauen. Die Idee ist eigentlich nichts neues, man benutzt eine punktförmige Lichtquelle, wirft das Licht an die Wand und hält ein Präparat in den Lichtstrahl. Auf die Wand wird dann eine vergrößertes Bild des Präparates projiziert. Davon Ausgehen habe ich einen kleinen Versuch aufgebaut, bei dem der Kamerasensor als Projektionsfläche dient und das Pinhole ist einfach ein Stück Plastikfolie welche mit einer Zirkelspitze durchstoßen wurde.
    [Blockierte Grafik: http://i1116.photobucket.com/albums/k561/Googol1972/IMG_4161_zpsb818efff.jpg]

    Das sich ergebende Bild eine botanischen Schnittes ist zwar nicht gerade Jubelschrei auslösend, zeigt aber immerhin, dass das Prinzip schon einmal funktioniert.
    [Blockierte Grafik: http://i1116.photobucket.com/albums/k561/Googol1972/IMG_0001_zps8f2ed0a2.jpg]

    Mit kleineren Pinhole werden langsam mehr Details sichtbar.
    [Blockierte Grafik: http://i1116.photobucket.com/albums/k561/Googol1972/IMG_0003_zps08a186b2.jpg]

    Wie es scheint, ist der entscheidende Faktor für die Schärfe und Auflösung des Mikroskop, einzig und alleine das Pinhole, umso kleiner umso besser. Die Vergrößerung wird alleine durch die erzielte Lichtstrahlaufweitung vom Präparat bis zum Kamerasensor bestimmt.

    Jetzt die Quizfrage, gehe ich recht in der Annahme, dass ein Pinhole mit zB. 400nm Durchmesser die selbe Auflösung ermöglichen würde wie bei einem normalen Mikroskop mit einer 400nm Beleuchtung, oder für das normale Lichtspektrum eben eines mit ca. 700nm?

    Bei dieser Art eines Mikroskops könnte man zwar nur Durchlichtmikroskopie betreiben, dies jedoch mit herkömmlichen Mikroskopen unerreichbaren Schärfentiefe und stufenlosen Zoom und ich frage mich, ob es ernsthafte Versuche in diese Richtung gibt ?

    Viele Grüße,
    Johannes

    Biologisches Mikroskop: Zeiss Standard 16
    Stereomikroskop: Lomo MBS 10
    Kameras: EOS 1100D, EOS 1000D, EOS 1000Da
    Ihr aber seht und sagt: Warum? Aber ich träume und sage: Warum nicht? George Bernard Shaw

    Einmal editiert, zuletzt von Johannes Kropiunig (27. September 2014 um 11:54)

    • Offizieller Beitrag

    Moin Johannes,

    ich weiß zwar nicht, wie groß der aktuelle Durchmesser von deinem Pinhole ist, aber ich kann mir ehrlich gesagt nicht vorstellen, daß es Jubelschreie geben wird, wenn du den Durchmesser auf 400 nm reduzieren könntest. Sollte es doch widererwarten funktionieren, kann ich mir schon vorstellen, was dann kommen wird. ;)
    Aus der Fotografie kennt man ja die Camera obscura bzw, Lochkamera, die auch ohne Optik auskommt. Dort ist die Lochblende übrigens zwischen Objekt und Filmebene. Vielleicht könntest du so deinen Aufbau optimieren.

    Viele Grüße
    Bernd

  • Hallo Laotse, äh Johannes -

    leider gilt die Regel, dass die Auflösung eines Objektives umso geringer wird, je geringer die Apertur ist nicht nur für Linsen, sondern auch für das Pinhole der Lochkamera!
    Die von einem Objektpunkt ausgehenden Strahlen werden an den Kanten des Lochs gebeugt. Je kleiner das Loch ist desto größer ist der prozentuale Anteil der Strahlen, die nicht mehr geometrisch geradlinig durch das Loch gehen, sondern abgelenkt werden. Wenn das Loch kleiner wird als die Wellenlänge, wird ein Strahl der durch das Loch geht dahinter ganz zu einer kugelförmigen Wellenfront aufgeweitet, also Auflösung gleich Null - und Lichtstärke natürlich auch.

    Viele Grüße

    Rolf

  • Hallo,

    danke für die Aufklärung, wäre auch zu schön um wahr zu sein. Die Beugung des Lichts ist ein Faktor, an den ich nicht gedacht hatte. Wie wäre es aber, wenn schon die Lichtquelle selbst klein genug wäre? In etwa wie der Strahlenausbruch bei der Kollision zweier atomarer Teilchen in einem Teilchenbeschleuniger. Diese Quelle sollte weit unterhalb dieser 400nm sein, ich muss mal sehen ob ich so ein Ding günstig aus der ehemaligen UDSSR bekomme, bevor die EU die Grenzen ganz dicht macht. :D

    Viele Grüße,
    Johannes

    Biologisches Mikroskop: Zeiss Standard 16
    Stereomikroskop: Lomo MBS 10
    Kameras: EOS 1100D, EOS 1000D, EOS 1000Da
    Ihr aber seht und sagt: Warum? Aber ich träume und sage: Warum nicht? George Bernard Shaw

  • Hallo Johannes -

    leider ist meine physikalische Vorbildung nur mittelmäßig, aber ich meine mich zu erinnern, dass selbst einzelne Photonen diese Beugungserscheinungen zeigen (Partikel-Welle-Dualismus) - aber erklären kann ich das niemand, also habe ich es auch nicht verstanden.

    Aber beim Studium deiner Bilder fällt mir noch als wichtiges experimentelles Ergebnis auf, dass du ja die Beugungserscheinungen am Bild deines Schnittes studieren kannst. Und da zeigt sich beim zweiten Bild mit dem kleiner Loch deutlich, dass die Beugung stärker wird - man kann im Vergleich zum ersten Bild weitere Beugungsmaxima erkennen!

    Viele Grüße

    Rolf

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