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Einrichtung zur Dunkelfeldbeleuchtung mit auffallendem Licht Die Erfindung
betrifft eine mikroskopische Beleuchtungseinrichtung für undurchsichtige Objekte,
die :es -ermöglicht, diese Objekto durch das Mikroskopobjektiv hindurch zu beleuchten
und gleichzeitig die Prinzipien der Dunkelfeldbeleuchtung in Anwendung zu bringen,
deren charakteristisches Kennzeichen darin besteht, daß die beleuchtenden Strahlenbündel
bei der Entstehung des Bildes nicht mitwirken, so daß nur das an den Objektelementen
abgebeugte Licht im mikroskopischen Bilde zur Geltung kommen kann. Dies wird mittels
eines in seiner Mitte durchbrochenen, versilberten Planspiegels erreicht, ähnlich
jenen, die bei manchen Augenspiegeln verwendet werden. Dieser Spiegel wird an Stelle
der sonst bei Metallmikroskopen verwendeten Elemente (Glasprismen oder Glasplättchen),
und zwar bei einem Vertikalilluminator über, bei einem Metallinikroskop nach L e
C h a t e 1 i e r unmittelbar unter dem Mikroskopobjektiv angebracht.
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Die Abb. i zeigt schematisch eine Ausführung und die Wirkungsweise
der Erfindung. Als Lichtquelle dient ein mattiertes Niedervoltlämpchen L, welches
vor eine Irisblende! gestellt ist. Eine Kondensatorlinse k entwirft zusammen mit
dem Mikroskopobjektiv o und dem durchbohrten Spiegels sein Bild der durch das Lämpchen
beleuchteten CSffnung der Irisblende in der Ebene des Präparats p. Die Irisblende
i wirkt in diesem Falle als sogenannte Gesichtsfeldblende.
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Die optische Wirkungsweise der Einrichtung geht gleichfalls aus der
Abb. i hervor. Ein von der Blendenmitte ausgehendes Lichtbündel wird an dem Spiegels
geteilt. Der mittlere Teil geht durch die öfnung des Spiegels hindurch, die Randteile
hingegen werden durch das Mikroskopobjektiv hindurch auf die Präparatebene reflektiert.
Da diese bei metallographischen Objekten gewöhnlich einen unvollkommenen, weil geätzten
Spiegel darstellt, so wird der größte Teil der beleuchtenden Strahlen in das Objektiv
zurückgeworfen. Die gespiegelten Lichtstrahlen durchsetzen nun das Objektiv in umgekehrter
Richtung, werden von den Spiegelflächen aufgefangen und wieder in .der Richtung
gegen die Kondensorlinse reflektiert. Die an den Unregelmäßigkeiten der spiegelnden
Präparatfläche abgebeugten Lichtstrahlen verlaufen im Objektiv nach allen Richtungen.
Zentrale Teile dieser Lichtbündel gelangen durch die Spiegelöffnung in das Okular
und erzeugen das allein sichtbare ultramikroskopische Strukturenbild der Präparatfläche.
Die Beleuchtung erfolgt somit durch Strahlen höherer Apertur, die Abbildung der
Strukturen durch Strahlen niederer Apertur, wie das bei allen in der Praxis verwendeten
Dunkelfeldeinrichtungen der Fall ist. Es ist eine unerläßliche Bedingung für das
Zustandekommen der Dunkelfeldbeleuchtung bei auffallendem Licht, daß die spiegelnde
Oberfläche des Präparates genau senkrecht zur optischen Achse des Metallmikroskops
steht. Bei den Instrumenten
nach L e C h a t e 11 e r ist
diese Bedingung schon durch die Konstruktion des Mikroskops erfüllt. Bei den Vertikalilluminatoren
(Abt. i) muß das Präparat auf einem Tischchen angeordnet sein, dess°n Neigung durch
Feinverstellung abgeändert werden kann, um die Oberfläche des Präparates genau senkrecht
zur optischen Achse des Mikroskops ausrichten zu können. Derartige Hilfsmittel sind
bereits bei Einrichtungen zur Dunkelfeldbeleuchtung an Metallmikroskopen im Gebrauch.
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Einfach durchbohrte Spiegel, wie in Abb. i dargestellt, würden aber
nur ein unzureichendes Resultat geben. Wenn die Feldblende i so weit geöffnet wird,
daß das Gesichtsfeld des Mikroskops voll ausgeleuchtet wird, so verlaufen nicht
alle beleuchtenden Strahlen nach der Spiegelung am Präparat symmetrisch. Die Hauptstrahlen
der von den Randteilen des Gesichtsfeldes kommenden Lichtbündel sind gegen die optische
Achse des Mikroskops geneigt. Ein Teil dieser Lichtbündel wird daher die zentral
angeordnete Spiegelöffnung durchsetzen und in das beobachtende Auge gelangen. Die
Folge davon ist, daß nur bei fast vollständig geschlossener Gesichtsfeldblende,
wenn das Gesichtsfeld auf das äußerste eingeengt ist, eine einwandfreie Dunkelfeldbeleuchtung
erzielt werden kann.
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Diesem Übelstand wird erfindungsgemäß dadurch abgeholfen, daß auf
der Rückseite des Spiegels eine Blende angeordnet wird, welche die Spiegelöffnung
verkleinert. Die Wirkungsweise dieser Blende geht aus Abb. a hervor, in welcher
mit s der durchbohrt Spiegel, mit b die Blende bezeichnet ist. Während die inneren
Randstrahlen z eines leuchtenden Lichtbündels, welches von der Mitte des Gesichtsfeldes
ausgeht, noch von den Rändern der Spiegelöffnung aufgefangen werden, ist das bei
den inneren Randstrahlen Y und ri eines vom Rande des Gesichtsfeldes kommenden,
geneigten Bündels nicht durchweg der Fall. Der innere Randstrahlrl würde die öffnung
passieren, wenn @er nicht von der Blende b zurückgehalten würde. An Stelle der Blende
an 'der Rückseite des Spiegels kann auch eine Abdeckung der Randteile der Spiegelöffnung
auf der Vorderseite vorgenommen werden, beispielsweise durch einen Lackring. Die
Abblendung der Randteile der Spiegelöffnung soll derart beschaffen sein, daß diese
Teile nicht zur Beleuchtung des Objektes herangezogen werden und daß gewissermaßen
zwischen den die ultramikroskopische Abbildung vermittelnden Lichtbündeln und den
beleuchtenden einnicht von Licht erfüllter toter Raum bestehen, bleibt.
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Die Bildung dieses toten Raumes zwischen beleuchtenden und abbildenden
Strahlenbündeln geht aus Abb.3 der Zeichnung hervor. In dieser bewirkt die Ausschaltung
der Randteile der Spiegelöffnung ein auf die Vorderseite des Spiegels. s aufgetragener,
den Rand der Öffnung umgebender mattschwarzer Lackring L. Dem vom Kondensor kommenden
Lichtbündel a geht der zentrale Teil dadurch verloren, daß es durch die Spiegelöffnung
tritt; die benachbarten Teile werden durch den Lackring vernichtet, so daß nur die
Randteile d des ursprünglichen Lichtbündels das Präparat p beleuchten. Die vom Präpiarat
ausgehenden gebeugten oder diffus reflektierten Lichtbündel füllen wohl die Öffnung
des Objektivs o vollständig aus, doch kommen sie bei der Bildentstehung nur nach)
Maßgabe der Spiegelöffnung in Gestalt des Lichtbündels e zur Geltung.
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Es sind Einrichtungen für metallographische Zwecke bekannt, bei welchen
das Präparat zur Erzielung einer Dunkelfeldbeleuchtung mit Strahlen stärkerer Neigung
(größerer Apertur) beleuchtet und durch abgebeugte Strahlen geringerer Neigung (niederer
Apertur) beobachtet wird. Ebenso gibt es bereits Einrichtungen, welche diese Mittel
benützen und bei welchen gleichzeitig ein durchbohrter Planspiegel verwendet wird.
Sämtliche Einrichtungen dieser Art haben das Merkmal gemein, daß für die Beleuchtung
des Präparates ein gesondertes optisches System zur Anwendung kommt. Diese Beleuchtungssysteme
umfassen das mikroskopische Objektiv; dasselbe gilt von dem durchbohrten Spiegel,
wenn er verwendet wird. Der Nachteil dieser Methode besteht vor allem darin, daß
fast für jedes Objektiv eine besondere Beleuchtungseinrichtung geschaffen werden
müß. Demgegenüber unterscheidet sich die Einrichtung gemäß der Erfindung dadurch,
daß das Objektiv wie sonst in der Metallmikroskopie die Funktionen: eines solchen
mit den Funktionen eines Kondensors vereinigt. Die Vorteile dieser Anordnung liegen
vor allem darixi, daß ein einziger Spiegel für eine große Gruppe von Objektiven
verwendet werden kann.