DAS OBJEKTIV

Das Objektiv ist ein Linsen System, welches das auf dem Objektträger aufgebrachte und "durchleuchtete" Objekt entsprechend seinem eingravierten Abbildungsmaßstab, vergrößert als Zwischenbild an eine bestimmte Stelle im Tubus projiziert!

Neuere Mikroskop-Systeme haben ähnlich wie bei den Okularen auch, ins "Unendliche" projizierende Linsensysteme eingebaut. Diese sollen hier aber nicht weiter von Interesse sein, vielmehr richten sich diese Seiten ja an Interessenten, die ihr Mikroskop gebraucht erworben haben. Diese Mikroskope haben in der Regel noch keine Unendlich-Systeme, da diese kaum für einen, relativ zum Neupreis, niedrigen Preis angeboten werden.

Konzentrieren wir uns daher also auf die vielfach angebotenen "Endlich-Optiken" wie z. B. das Laboval 2 oder mit ihm verwandte Systeme.

Zunächst einmal schauen wir uns die Gravuren auf den Objektiven an. Da stehen zum Beispiel folgende Werte: 16/0,32 160/17 . Darunter können sich noch Buchstaben oder Buchstabenpaare befinden, die wir hier aber zunächst außer Acht lassen.

Wie müssen wir nun diese Zahlen verstehen?

Die Zahl 16 steht für den Abbildungsmaßstab (also 16:1) und die nach dem Schrägstrich aufgeführte 0,32 für die Objektivapertur! (?)

Apertur?? Was´n das nun wieder? Dazu erfahren wir etwas am Schluss dieser Seite!

Unter der oben aufgeführten Gravur findet sich das Zahlenpaar 160/0,17

Hier steht die 160 für die mechanische Tubuslänge, für die das Objektiv berechnet ist. Die Tubuslänge, also der Teil oberhalb des Objektives hat somit 160 mm Länge. Selbst dann, wenn wie im abgebildeten Laboval 2 auf der Seite "Mikroskop" diese gar nicht mit dem Lineal messbar ist, da die Konstruktion des Binokulartubus eine andere Länge vortäuscht. Aber über die eingebauten Linsen und Prismen wird dieser Wert dennoch geschaffen. Andere Hersteller arbeiteten früher auch mit Tubuslängen von 170 mm. Somit steht fest, die Objektive sollten für das entsprechende Mikroskop und damit für die vorgegebene Tubuslänge konstruiert sein. Zwar kann man 160-er Objektive über Zwischenringe auch an einen 170-er Tubus anpassen, aber umgekehrt ist das nicht möglich.

Die 0,17 dahinter gibt an, dass das Objektiv für die Nutzung mit einem Deckglas von 0,17 mm berechnet wurde. Deshalb sollte ein Präparat auch immer mit solch einem Deckglas abgedeckt werden.

Über das Objektiv gibt es aber noch mehr zu wissen!

Zunächst wollen wir uns einmal mit dem Begriff APERTUR näher beschäftigen. Genauer mit der numerischen Apertur des Objektivs, also der aufgravierten Zahl die hinter der für den Abbildungsmaßstab steht ( 16/0,32 ).

Sie steht für das Auflösungsvermögen des Objektivs.

FESTLEGUNG: Unter Auflösungsvermögen versteht man die Möglichkeit, zwei benachbarte Punkte als solche und nicht als einen einzelnen unscharfen, weil verschmolzenen, Punkt zu erkennen.

Das Auflösungsvermögen soll an einem einfachen und nachvollziehbaren Beispiel veranschaulicht werden.

Sie kennen alle ein Zeitungsfoto, meist relativ grob gerastert und somit sind die einzelnen Bildpunkte aus denen sich das Foto zusammensetzt auch für das menschliche Auge teilweise noch gut und ohne Hilfsmittel erkennbar (auflösbar). Dies wird aber sofort unmöglich, wenn wir dagegen ein Foto (Schwarz / Weiß) in einer Zeitschrift betrachten. Auch dieses Foto besteht aus Bildpunkten, doch diese sind wesendlich kleiner und das Druckraster ist auch noch feiner. Um diese Punkte sehen zu können, benötigen wir nun eine Lupe, unser Auge löst diese alleine nicht mehr auf.

Bei einem Farbfoto wird die Sache noch dramatischer, da die vier Farben (Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz) bei gleicher Punktdichte des Bildes auch noch in verschiedenen Rasterwinkeln zueinander gedruckt werden müssen, damit jeder Farbpunkt deutlich einzeln gedruckt werden kann, ohne einen Farbpunkt der jeweils anderen Farben zu überdrucken. Die Farbmischung entsteht dadurch nicht auf dem Papier wie bei herkömmlichen Tintenstrahldruckern sondern erst in unserem Auge, da es zwar die Farbwerte der Punkte erkennt, nicht aber die Punkte selbst. Erst mit einer Lupe (bei Fotos in teuren Hochglanzmagazinen müssten wir dazu schon fast ein Auflichtmikroskop einsetzen, da durch die hohen Rasterwerte die Punkte noch viel viel kleiner sind) werden auch die einzelnen Farbpunkte für unser Auge erkennbar (auflösbar) und wir können definitiv feststellen, wie sich das Bild zusammensetzt. Wer das bisher noch nicht ausprobiert hat, sollte das unbedingt einmal nachholen, es lohnt sich, festzustellen, zu was unser Gehirn fähig ist, wenn es fehlende Informationen zu Bekanntem ergänzt, denn solch ein Farb-Foto ist eigentlich eine optische Täuschung.

Was hat das nun mit unserem Objektiv und seiner Apertur zu tun?

Fangen wir also mit dem kleinsten Objektiv - dem mit dem geringsten Auflösungsvermögen und der kleinsten Apertur - an. Betrachten wir damit ein Objekt, so lässt es sich damit leicht und fasst komplett überschauen ohne die feinen Einzelheiten aus denen sich unser Objekt zusammensetzt, darstellen zu können. Ähnlich wie unser Auge das ganze Zeitschriftenfoto erfasst ohne dessen Einzelheiten (Bildpunkte) erkennen (auflösen) zu können.

Das Bild das wir damit sehen, ist klar und sehr hell, erlaubt aber kaum die Erkenntnis über die Feinheiten des Objektes. Vom Objektiv wird somit eine große Lichtmenge erfasst. Wollen wir nun aber Einzelheiten unseres Objektes sehen, benötigen wir ein höheres Auflösungsvermögen, also ein Objektiv mit größerem Abbildungsmaßstab und höherer Apertur. Wir schwenken das nächst höhere Objektiv ein usw. bis wir die Auflösung erreichen die wir zur Trennung der winzigen Einzelheiten von einander benötigen. Ähnlich, wie wir eine stärkere Lupe (oder sogar ein Auflichtmikroskop) benutzen würden, um die Bildpunkte eines noch feiner gerasterten Bildes erkennen zu können.

Je höher aber das Auflösungsvermögen (n Apertur) unseres Objektivs, um sehr mehr Licht benötigen wir. Somit werden wir die Lichtmenge mit jedem Objektivwechsel erhöhen müssen. Da sich mit zunehmendem Abbildunsgmaßstab und der damit verbundenen höheren numerischen Apertur automatisch auch der Durchmesser der Objektivlinsen verkleinert, was eine Verminderung der aufnehmbaren Lichtmenge bewirkt. Dies führt schließlich dazu, das zwischen Deckglas und Objektiv ein spezielles Öl (Immersionsöl) aufgetragen werden muss (Immersionsobjektiv) da sonst die erreichbare Lichtmenge kaum mehr ausreicht das Objekt noch deutlich zu betrachten. Unser Licht wird gebrochen und reflektiert, dies geschieht im Glas anders als in der Luft. Somit wird immer weniger Licht am Bildaufbau beteiligt, vor allem dann, wenn es durch Brechung oder Spiegelung gar nicht mehr das Objektiv erreicht. Erst das Öl zwischen Deckglas und Objektivlinse stellt einen ähnlichen Brechungsindex wie der des Glases her, so dass die Strahlen weniger stark zur Seite weg gebrochen oder gar gespiegelt werden, also unser Objektiv erreichen. Wer sich noch tiefer in die Materie einarbeiten möchte oder es genauer wissen will, sei auf Kapitel 2.3.3 ~ der Mikrofibel des Autors Klaus Henkel verwiesen, der diese Thematik sowie die weiteren Erkenntnisse über Objektive in hervorragender Genauigkeit behandelt und erweitert. Diese sollte dann aber auch komplett runter geladen und gespeichert werden, da auf diesen Seiten sehr oft ein Verweis auf einzelne Kapitel der Mikrofibel zur weiterführenden Kenntnisnahme erfolgt. Aber auch unter www.mikroskopie.de findet man einen sehr gut bebilderten und teilweise "Flashanimierten" (Bitte Flashanimationen im Browser zulassen, falls noch nicht geschehen) Lehrgang, den ich allen Interessenten zur weiteren Fortbildung nur empfehlen kann!! Ebenso ein gut besuchtes Forum, in welchem noch offene Fragen gestellt werden können.

Dies soll ja nur eine Einführung für Anfänger sein.

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Anpassung eines Objektivs mit zu kurzer Abgleichlänge

ich hatte bei ebay für sehr kleines Geld ein Objektiv von Zeiss/Jena (Apochromat HI 90/1.30 - 160/0.17) ersteigern können.

Als das Objektiv nun ankam, stellte ich mit Entsetzen fest, es ist für mein Mik. zu kurz... viel zu kurz, es hatte nur eine Abgleichlänge von 33,65 mm gegenüber meinen regulären Objektiven mit einer Abgleichlänge von 45 mm.

Was nun? Der Tisch ließ sich auch nicht annähernd so hoch fahren um überhaupt etwas zu sehen.

Wissen wollte ich aber zumindest, ob das Objektiv keinen Schaden im Linsensystem hat.

Also glich ich die fehlenden gut 11,5 mm mit 10 Objektträgern aus, darauf dann mein Diatomeen Objekt, einen Tropfen Immersionsöl und schon konnte ich zumindest einmal einen Blick hindurch werfen. Natürlich war das Bild vieeeeeel zu dunkel, dies hatte ich auch nicht anders erwartet. Aber es war sauber und einigermaßen klar.

Was nun weiter damit tun?

Wieder in ebay einsetzen - der Verkäufer hatte wohlweißlich die Abgleichlänge nicht angegeben - jetzt aber mit der richtigen Angabe, oder behalten? Aber wozu? Es passt ja nicht!

Eine andere Möglichkeit wäre ein Zwischenring mit exakt 11,35 mm Länge zu Verlängerung. Doch woher nehmen? Recherchen im Internet brachten mich nicht weiter. Ich musste so ein Teil irgendwo anfertigen lassen, aber wo. Es musste gedreht werden. Normale deutsche Drehbänke kennen kein Zollmaß und dann noch so ein komisches Gewindemaß W8" x 1/36".

Bei meiner Suche nach einer Herstellungsmöglichkeit wanderte ich durch unser Gewerbegebiet und fand eine Firma DTG (Technologie & Envelopment). Hier hatte ich früher schon mal im Sommer, wenn die großen Rolltore offen standen, einen Blick in die Werkhallen gewagt, und natürlich waren mir auch die beiden großen Drehbänke aufgefallen.

Also, einfach mal hineingehen, fragen kostet ja nichts. Der Meister war sehr nett und verständig. Ich solle am folgenden Tag einfach mal ein Objektiv mitbringen, damit er sich dieses für ihn seltene Gewinde einmal ansehen könne.

Gesagt, getan, am späten Nachmittag des folgenden Tages stand ich also wieder in der Werkhalle - man sollte immer so kurz vor Feierabend hingehen um Tagsüber den Arbeitsablauf nicht zu stören - und zeigte ein mitgebrachtes Objektiv. Es wurde sehr ausgiebig und genau betrachtet. Messschablonen angelegt, Skalen auf den Maschinen angeschaut um endlich die erlösende Nachricht zu erhalten, dass man dies wohl könne, es aber nicht ganz billig werde. Auf meine vorsichtige Frage, was er nun genau darunter verstehen würde, wurde mir der Preis mit 40 - 50 € benannt. Jeeb, wirklich nicht billig, aber ich war der festen Meinung, das lohnt sich bestimmt. Also gab ich den Ring in Auftrag. Zur Sicherheit montierte ich zu Hause noch den Revolverkopf vom Mikroskop und lies ihm mein kleinstes Objektiv als Muster sowie den Kopf zur Probe da.

Auf meine Frage, wann es den ungefähr fertig wäre, es war Donnerstag, meinte er, so Mitte der Nächsten Woche solle ich mal vorbei kommen.

Heute nun war der große Tag, meine Spannung natürlich eben so groß und... ich wurde nicht enttäuscht!!!

Stolz nahm mich der Meister mit in sein Büro, mittels Messschieber präsentierte er mir zum einen die exakt geforderte Länge des in Messing gefertigten Rings und zum anderen die Passgenauigkeit des Außengewindes, welches sich ganz Butterweich in das Revolverkopfgwinde eindrehen ließ, sowie das Innengewinde, welches ebenso Butterweich das Objektiv aufnahm. Er hatte sogar eigene Schneidstähle angefertigt um den Flankenwinkel der Gewindegänge von 55 Grad schneiden zu können.

Ich war über diese Präzisionsarbeit mehr als begeistert und habe zu den geforderten 50 € nochmals 5 € Trinkgeld draufgelegt, Selbstverständlich mit der hinterhältigen Frage verbunden, ob ich nochmals wieder kommen dürfe, wenn ich mal ein anderes Drehteil benötigen würde. Natürlich, war die knappe, aber herzliche Antwort.

Hier nun alles im wieder zusammengebauten Zustand:

Zu Hause angekommen, wurde der kurze Innenteil des Ringes noch mit Mattschwarzer Farbe lackiert um eventuelle Lichtreflektionen am blanken Messing zu verhindern.

Nachdem alles trocken war, der Revolverkopf wieder an seinem angestammten Platz am Mik.-Stativ befestigt war, konnte der erste Blick gewagt werden, denn es war ja nicht sicher, ob sich dieser Aufwand überhaupt gelohnt hat. Farbverfälschungen usw. waren zu erwarten und möglich.

DOCH, es hat sich gelohnt, wirklich, das Bild ist wesentlich besser als das meines HI 100/1.25 er Objektivs. Keine Farbsäume, ein Detailreiches und vor allem klares Bild. So etwas erkennt man eben nur im direkten Vergleich.

Also alles in allem eine rundum gelungene Aktion!

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