Tipps und Tricks rund um das Mikroskop: Vom Handspektroskop zum Fotospektroskop

    • Offizieller Beitrag

    Hallo Foristen,

    Dank Rolf bin ich kürzlich zu einem Handspektroskop gekommen. Obwohl es auf den ersten Blick wie ein Spielzeug erscheint, ist es doch ein wertvolles Hilfsmittel, wenn man es zu nutzen weiß. Gedacht ist es zwar für die visuelle Beobachtung, aber mit etwas Geschick läßt es sich an Digitalkameras adaptieren, so daß Beobachtungen besser ausgewertet werden können.

    Für die Adaption an die digitale Spiegelreflexkamera war eine Relaisoptik schon vorhanden, ein Objektiv von einem Vergrößerer, auch ein Klemmtubus, es mußte legdiglich eine Muffe angefertigt werden, so daß man das Handspektroskop im Klemmtubus befestigen kann.

    Als Einheit zusammengesetzt und jederzeit demontierbar passt es immer noch in die Hosentasche.

    Gezeigt seien nun einige Aufnahmen als Beispiele:

    Oben das Spektrum von einem LP515, unten zum Vergleich das Tageslichtspektrum.

    Dasselbe bei Kobaltglas angewendet.

    Interfernzfilter für Fluoreszenz BP390-440

    VG9 Grünfilter

    Spektrum einer Neonlampe

    VG
    Bernd

  • Hallo Bernd,

    nun scheint das Gespenst (Spektrum vom lat. ins deutsche übersetzt) auch von dir Besitz ergriffen zu haben und gratuliere dir zur deiner tollen Umsetzung der Adaption. Könntest du die Neigung des Spektrums noch in den Griff bekommen? Vermutlich müsstest du dazu nur den Spalt, oder das Prisma um ~4 Grad verdrehen, falls die Konstruktion dies zulässt. Wahrscheinlich stört es auch nur mich, da die zuverlässige Auswertungen des Spektrum mit meinem kleinen Programmchen dadurch erschwert werden würde. Fall du es mal ausprobieren möchtest, auf meiner "komischen" Webseite wartet es samt Anleitung auf dich. ;)
    Mikroskopie Konserve

    Viele Grüße und viel Spaß mit deinem neuen Instrument wünscht dir,
    Johannes

    Bilder

    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

    • Offizieller Beitrag

    Hallo Johannes,

    um diesen kleinen Schönheitsfehler hatte ich mich noch gar nicht gekümmert. Um es zu korrigieren müßte wie du sagst die Spaltblende oder das Prisma verdreht werden, aber eine Justiermöglichkeit habe ich noch nicht so recht entdeckt. Würde es nicht reichen, wenn man die Adaption um 4° verdreht, damit die Linien im Aufnahmefeld senkrecht verlaufen?

    Viele Grüße
    Bernd

    Nachtrag: Konnte es in der Zwischenzeit doch korrigieren. Nun kenne ich auch den inneren Aufbau. :D

  • Hallo Bernd,

    ganz so einfach geht es wohl nicht, die Intensitätskurve stimmt ja sowieso durch die Verwendung einer normalen Kamera mit Bayernmaske und Verfälschungen durch die Kameraoptik schon mal nicht, stellst du nun auch noch die Kamera einfach schief, kommen Bildregionen ins Bild, die durch Unregelmäßigkeiten am Spalt (Staub, Grat) die Intensität nochmals recht stark verfälschen können. Unten im Bild erkennst du anhand der waagrechten Streifen was ich meine.. Zur Feststellung welchen Filter du da gerade in der Bastelkiste gefunden hast, wird es wohl eher Wurst sein Solltest du jedoch mal vor haben eine S/W CCD-Kamera zu verwenden um genauere Messungen anzustreben, wird es wohl störend sein. Dies ist zumindest meine laienhafte Expertise 8) , mal sehen was Franz und andere sagen die sich damit besser auskennen. Am Ende wird es wohl auch eine Frage des Anspruches sein.

    Viele Grüße,
    Johannes

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    Biologisches Mikroskop: Zeiss Standard 16
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    • Offizieller Beitrag

    Hallo Johannes,

    allein du bist ja auf diesem Gebiet schon etwas erfahrener wie deine Ausführungen schon erkennen lassen, ich betrachte mich dagegen als Einsteiger bzw. Laie. Mir ist schon bewußt, daß dieser recht primitive Aufbau nicht mit einer Meßeinrichtung mithalten kann, die mehrere Tausend Euro kostet. So hoch will ich auch gar nicht hinaus. Und doch interessiert es mich, für welche Zwecke sich dieses Gerät noch alles verwenden läßt, sei es qualitativ oder wie du es schon gemacht hast auch quantitativ. Somit bin ich auch an weiteren Stellungnahmen von Fachleuten interessiert. Auch andere Beiträge, die zu diesem Thema dienlich sind, sind natürlich ebenfalls herzlich willkommen.

    Viele Grüße
    Bernd

    Nachtrag: Nun ist der schiefe Turm von Pisa inzwischen etwas gerichtet:

    • Offizieller Beitrag

    Hallo Bernd,

    Super Lösung.
    Den Spalt noch feiner einstellen, wenn es geht, dann löst du die Linien besser auf.
    Jetzt noch das Programm vom Johannes angepasst, Herz was willste mehr.

    Und wenn du auch noch dann Schwarzabgleich und Maximalabgleich macht, dazwischen dann geraderechnest,
    hast du auch die Möglichkeit %entuelle Werte darzustellen und damit Absorbtions wie Transmissionskurven darzustellen.

    lg
    Franz

    --------------------------------------------------------------------------------------------------
    Die Welt wäre so schön wenn Frauen so einfach gestrickt wie die Maxwellschen Gleichungen wären --
    Mann könnte dann Störfelder berechnen und Wellen, Phasen und Ströme ....
    und die Harmonischen ganz leicht checken..

    http://interphako.at

  • Hallo Bernd,

    gerade ist eindeutig besser, auch aus ästhetischen Gründen.

    Könntest du vielleicht noch das Spektrum einer Energiesparlampe fotografieren ? Auf lehrer-online.de gibt es nämlich ein Bild, dass dir dann sehr gut zur Kalibrierung dienlich sein wird. Noch besser ginge es mit dem modifizierten Glimmstarter einer Leuchtstoffröhre.
    kalibration-mit-glimmstartern-v1.1.pdf
    Allerdings sind die vielen Peaks zu Anfang doch schwer zu interpretieren und die Belichtungszeiten sehr lange, da der Glimmstarter wirklich nur glimmt und nicht leuchtet.

    Auf alle Fälle bin ich gespannt, wie hoch du die Auflösung durch Verkleinerung des Spalts bekommst. Mit Prismen-Spektometern habe ich nämlich keine Erfahrungen, einzig ein Prisma vor mir liegen, welches ich von Franz geschenkt bekommen hatte und noch auf seinen Einsatz wartet. Handlichere Bauformen sind damit schon mal möglich, soviel ist sicher. :D

    Zum Schluss noch eine Warnung: Sich mit einem Spektrometer zu beschäftigen kann zur Sucht und damit zu einen weiteren Hobby führen.

    Viele Grüße,
    Johannes

    Biologisches Mikroskop: Zeiss Standard 16
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  • Hallo Bernd,

    mir ist noch etwas eingefallen was zur Verbesserung beitragen könnte. Falls sich bei deinen Spektroskop das Prisma einfach ausbauen lässt, mach es und siehe nach, ob du auch wirklich den Spalt gestochen scharf abbilden kannst, auf den muss man nämlich fokussieren für das beste Ergebnis.

    Viele Grüße,
    Johannes

    Biologisches Mikroskop: Zeiss Standard 16
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    • Offizieller Beitrag

    Hallo Johannes,

    vielen Dank für die weiterführenden Hinweise. So stelle ich mir ein Forum übrigens vor.
    Ich hatte schon die Spektren verschiedener Lichtquellen fotografiert, war sehr interessant was sich da bot.
    Man muß allerdings an der Kamera auch noch einiges einstellen, damit die Bilder etwas besser werden.
    Der Spalt läßt sich jedenfalls stufenlos einstellen bis gar keiner mehr da ist und alles duster ist. :D
    Aber welche Spaltbreite wäre denn vonnöten? Ob es zum Kalibrieren so etwas wie eine Fühlerlehre gibt?
    Das Prisma läßt sich leider nicht oder nur sehr schlecht ausbauen, es ist in dem inneren Steckrohr quasi eingekittet und muß auch so bleiben, sonst passen die Orientierungen gar nicht mehr und die Linien liegen an Ende diagonal zum Spektrum.
    Für das Fokussieren ist der Liveview der Kamera übrigens eine große Hilfe.

    Zitat

    Zum Schluss noch eine Warnung: Sich mit einem Spektrometer zu beschäftigen kann zur Sucht und damit zu einen weiteren Hobby führen.


    Mikroskopie alleine ist eben doch nicht alles. :D :D :D

    Viele Grüße
    Bernd

    • Offizieller Beitrag

    Hallo Bernd, Johannes

    NA ein Mikro-[lexicon='Spektroskopie',''][/lexicon]-Forum schaff ich gerade dann auch noch zur Not ;)

    lg
    Franz

    --------------------------------------------------------------------------------------------------
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    und die Harmonischen ganz leicht checken..

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  • Hallo -

    natürlich ist der Farbeindruck, wenn man direkt gegen die weißen Wolken sieht :) anders als wenn die Sache erst mal über die Kamera gelaufen ist - da sieht man dann plötzlich ganz andere Tönungen!

    Nachdem ich mein teuer neuerworbenes "mit Skala" erst mal reparieren musste würde ich auch davon abraten etwas umzubauen. Im übrigen gibt es eigentlich nichts umzubauen, wenn die Fokuseinstellung auf die Fraunhoferlinien für die altersschwachsichtigen Augen noch klappt, und den Spalt kann man von der anderen Seite mit der Lupe betrachten und Fusseln mit dem Zahnstocher beseitigen, wenn das Spektrum Streifen aufweist.
    Bei mir gibt es leider 2 parallele Streifen, die nicht mehr zu beseitigen sind, weil offensichtlich mal jemand zum Spalt [lexicon='reinigen',''][/lexicon] eine Nadel o.ä. benutzt und dabei die Schneide des Spalts an 2 Stellen beschädigt hat. Naja, ist gottseidank nur ein ästhetisches Problem und tritt nur bei fast vollständigem Verschluss des Spalts stärker in Erscheinung.

    Viele Grüße

    Rolf

    P.S. Zur Spektralqualität von Beleuchtungen werde ich demnächst einen getrennten Zwirn aufmachen, oder auch gern jemand anders, wenn der gerade mehr Zeit hat

    • Offizieller Beitrag

    NA ein Mikro-[lexicon='Spektroskopie',''][/lexicon]-Forum schaff ich gerade dann auch noch zur Not

    Hallo Franz,

    nun mal keine Panik! Noch besteht doch gar kein Grund zum Abwandern und da andere Gebiete hier kaum vertreten sind, dürfte das hier noch unterzukriegen sein. Wäre doch sonst gelacht! ;)

    Viele Grüße
    Bernd

    Rolf:
    dein Spaltproblem ist mir bekannt von Beißzangen und Seitenschneidern, denen man zu harte Drähte und Nägel zugemutet hat. Da hilft eigentlich nur das Nachschleifen der Schneide.
    Nachdem ich die Mechanik der Spaltblende etwas entharzt und frisch gefettet habe, so daß sie leichter zu bewegen und feiner einzustellen geht, habe ich mich nun etwas mehr auf die Fraunhoferlinien konzentriert. Spektrum einer Energiesparlampe:

  • Hallo,

    könnte es sein, dass das Spektrum eines Prismenspektrometers nicht so schön linear ist wie bei einem Gitterspektrometter ? Ich habe nämlich große Probleme damit Bernds Bilder mit meinem Programm auszuwerten. ;(

    Viele Grüße,
    Johannes

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    • Offizieller Beitrag

    Hallo,

    eins nach dem anderen. Auf Linearität habe ich meine Aufnahme noch gar nicht untersucht, aber die Linien sind als solche eindeutig erkennbar, so daß man ihnen die Wellenlängen zuordnen kann. Notfalls muß man halt ein wenig interpolieren. Auf jeden Fall habe ich schon einen brauchbaren Ansatz, um unbekannte Filter bestimmen zu können.

    Viele Grüße
    Bernd

  • Hallo Johannes -

    in der Tat ist das Dispersionsspektrum von Gläsern nicht linear und hängt auch von der Glassorte ab - sonst könnte man keine [lexicon='Achromate',''][/lexicon] konstruieren. Typisch ist, dass der Blau- und UV-Bereich sehr auseinandergezogen sind.

    Viele Grüße

    Rolf

    • Offizieller Beitrag

    Hallo nochmals,

    ich hielt es bislang nicht für erwähnenswert, aber das Spektrum scheint auch nicht in der Bildmitte zu liegen, was bei der visuellen Nutzung weniger auffällt. An die Relaisoptik angesetzt und mit der Kamera fotografiert ist der IR-Bereich zufällig mit dem rechten Bildrand bündig.
    Dreht man das Spekroskop aber um 180° zum Objektiv, dann liegt dieser Bereich weit weg vom linken Bildrand. Es handelt sich hierbei also um Bildausschnitte.

    Viele Grüße
    Bernd

    • Offizieller Beitrag

    Hallo an diejenigen, die an dieser Thematik noch interessiert sind,

    die etwas vornehmeren Handspektroskope besitzen eine Skala für den Wellenlängenbereich. Wenn man diese nicht hat,
    kann man sich eine mit Hilfe des Linienspektrums zur Energiesparlampe erstellen:

    Diese Skala ist zwar noch sehr grob, aber mit entsprechenden Rechenaufwand läßt sie sich noch beliebig verfeinern und mit dem Bildbearbeitungsprogramm gestalten wie man es gerne hätte. Der Verlauf ist auch nicht linear, aber man kan ja schließlich linear interpolieren.

    Viele Grüße
    Bernd

  • Hallo Bernd,

    die Sache mit dem Spektroskop finde ich sehr interessant, nur verfüge ich bisher nicht über solch ein Gerät.
    D.h. ich habe mir als meinen Einstieg in die [lexicon='Spektroskopie',''][/lexicon] einen Bausatz aus Karton gekauft.
    Das Handspektroskop - AstroMedia

    Das ist zwar ein Spielzeug, aber ich kann zum ersten Mal die Spektren verschiedener Lichtquellen sehen und auch die Wirkungsweise von Filtern beobachten.

    Evtl. finde ich ja mal ein echtes Gerät.

    Also mache ruhig weiter, ich lese alles mit!

    Viele Grüße
    Detlef

    • Offizieller Beitrag

    Hallo Bernd

    Als Interpolationsfaktor für den Divisor nimm mal gleich 1/Wellenlänge, also den Kehrwert,
    damit biegst du das Spektrum schon ziemlich gerade. :thumbup:
    z.B. für 400 nm erhältst du 4/0.25 = 16 als Multiplikationsfaktor und bei 900nm = 9/0.11=90 als Multfaktor.
    Damit spreizt du im Rotbereich und stauchst im Blaubereich auf.
    Schätze das dürfte ganz gut passen, ohne Gewähr und Garantie :whistling:
    Das Ganze dann auch auf die Bildpunkte reinrechnen!

    lg
    Franz

    --------------------------------------------------------------------------------------------------
    Die Welt wäre so schön wenn Frauen so einfach gestrickt wie die Maxwellschen Gleichungen wären --
    Mann könnte dann Störfelder berechnen und Wellen, Phasen und Ströme ....
    und die Harmonischen ganz leicht checken..

    http://interphako.at

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