Een uitleg over kwaliteitsverschil bij objectieven op een microscoop

Een microscoop is een stuk gereedschap dat door enkele, vaak de gevorderde Koi-hobbyisten wordt gebruikt. Met een goede standaardcursus kan iedere hobbyist wel met zo’n optisch instrument aan de slag en daarmee kom je een heel eind. In deze blog echter, richt ik me tot de geïnteresseerden en de fanatiekelingen die er al het nodige vanaf weten; een verdieping in objectieven voor de microscoop.

Een belangrijk begrip als je het wilt hebben over de kwaliteit van objectieven is het scheidend vermogen

De eerste lenzen werden al gemaakt in de 16e eeuw. Het maken van foutloze en perfecte objectieven is echter een utopie. Er moet dan tegelijkertijd aan tegenstrijdige eisen worden voldaan. Er zijn lensfouten die gecorrigeerd moeten worden. Het corrigeren gebeurt door meerdere lenzen achter elkaar in een objectief te plaatsen. Hoe meer lenzen in het objectief, hoe hoger de prijs van het objectief ten behoeve van je microscoop.

Een belangrijk begrip als je het wilt hebben over de kwaliteit van objectieven is het scheidend vermogen. Je kunt het enigszins vergelijk met de resolutie van een foto.

objectivesfigure met bron

In objectieven zitten meerdere lenzen. Hoe meer lenzen, hoe meer lensfouten gecorrigeerd worden en hoe duurder het objectief wordt.

Het scheidend vermogen kun je omschrijven als de kleinste afstand tussen twee hele kleine puntjes op een preparaat die nog zichtbaar gemaakt kan worden waarbij deze twee punten dus ook nog daadwerkelijk door de microscopist van elkaar kunnen worden onderscheiden. Dat heeft met meer van doen dan enkel de totale vergroting.

De meeste microscoopgebruikers hebben het veel te vaak over de totale vergroting. Echter als je iets steeds groter maakt en het scheidend vermogen neemt niet toe, neem je niet meer details waar. Je hebt er dan dus helemaal niet zoveel aan. Je zou dus kunnen zeggen dat niet de totale vergroting maar het scheidend vermogen bepaald hoe goed je microscoop is. Maar hoe kun je nu vaststellen wat het scheidend vermogen van je microscoop is?

Numerieke apertuur

Het scheidend vermogen wordt onder andere bepaald door de numerieke apertuur (NA). Deze staat op het objectief gedrukt. Hoe hoger de NA-waarde, hoe beter het scheidend vermogen. Het ideale getal is 1,0 er van uitgaand dat er tussen dekglaasje en objectief lucht zit. De hoogste waarde op een verkrijgbaar objectief is 0,95. Dan heb je het wel over een objectief van enkele duizenden euro’s.

Zeiss plan apo

Een heel duur objectief. Zelfs de dikte van het dekglaasje kun je instellen voor extreem hoog scheidend vermogen

Voor olie-immersielenzen, die we wel veel zien op microscopen, maar die we binnen de hobby niet gebruiken, kom je NA-waardes tegen van boven de 1,0. Door olie als tussenstof is 1,515 nu het ideale maximum. In 1857 kwam dhr G.B. Amici tot de ontdekking van deze olie-immersielenzen met een hogere NA-waarde en dus een hoger scheidend vermogen.

objectieven met een kleinere vergroting hebben altijd een lagere NA-waarde

Overigens, objectieven met een kleinere vergroting hebben altijd een lagere NA-waarde. Dit komt omdat kleinere vergrotingen een grotere werkafstand hebben. Dit heeft een negatieve uitwerking op de NA. Grotere werkafstand betekent dat het objectief ver van het preparaat af zit. Je kunt dit vergelijken met een digitale zoom van een fotocamera. Je levert kwaliteit in om het doelbeeld dichterbij te halen.

werkafstand2

Is de numerieke apertuur het enige dat relevant is? Nee, er zijn meerdere eigenschappen van invloed op het scheidend vermogen van een objectief. Andere onderdelen spelen ook een factor; het oculair, de condensor, de lichtbron en het preparaat. Een microscoop kan wat dat betreft vergeleken worden met een klok; alle radartjes doen er toe. Echter in dit artikel beperk ik me verder tot de objectieven.

Gecorrigeerde lensfouten:

Kleurencorrectie

Staat er een A op het objectief, dan betekent dat Achromatisch. Dit zijn de meest eenvoudige lenzen en om op lensfouten terug te komen; er is bij Achromatische lenzen een kleurcorrectie per twee kleuren toegepast. Je zou meer kleurschifting krijgen in je beeld indien niet gecorrigeerd.

Staat er Apo op dan is het Apochromatisch en kleurencorrectie voor ten minste drie kleuren. Hierdoor is een hogere NA-waarde mogelijk en dus een beter scheidend vermogen. Tussenvormen zoals halfApo (of Fluoriet) komen ook voor. Ondanks de moeilijke woorden kun je ook vereenvoudigd stellen dat des te meer kleurencorrectie een objectief aan kan, des te hoger het scheidend vermogen is; klinkt logisch toch?

Planobjectieven

Planobjectieven zijn objectieven die zeer geschikt zijn voor fotografie. Planiteit geeft aan dat het hele beeld scherp is en niet alleen het midden, terwijl het verder naar de rand toe onscherper wordt. Normaal hebben we daar met onze ogen niet zo’n last van, omdat je oog maar op één punt focust. Bij een foto echter, valt het wel op wanneer er geen planobjectief is gebruikt. SP (semiplan) of NPL (Nearly Plan) kom je ook tegen.

objectieven

Alle codes hebben een betekenis

Tubuslengte

Naast de vergrotingsfactor staat er vaak nog een tubuslengte (160,170 of oneindig) alsook de dikte van het dekglaasje op gedrukt (vaak geen getal of 0,17mm). Ik raad altijd aan om een dekglaasje te gebruiken. De tubuslengte is alleen relevant voor wanneer je objectieven gaan wijzigen of toevoegen aan de microscoop. Zijn de objectieven voor een andere tubuslengte, dan zijn ze zeker niet geschikt voor je microscoop. Maar let op, ook als ze wel voor dezelfde tubuslengte zijn, betekent dit nog niet direct dat je deze zo kunt verwisselen!

een objectief van 20x of 25x is wel een interessante toevoeging voor microscopen binnen de Koi-hobby

Bij het aanschaffen van extra of andere objectieven kun je beter in dezelfde serie van de fabrikant blijven of testen of je gemakkelijk scherp beeld krijgt wanneer je van de ene naar het andere objectief draait middels de revolver. Dit noemen we parafocaal. Dit is vaak, indien in eerste instantie geen optimale werking, wel met extra tussenringen te corrigeren. Informeer hiervoor bij een specialist, voordat je aankoop een kat in de zak blijkt. Op zich is een objectief van 20x of 25x wel een interessante toevoeging voor microscopen in relatie tot de doelen waartoe wij deze gebruiken binnen onze hobby.

Over Marco Zegers

Marco is docent Natuurkunde, Scheikunde en Science op een middelbare school onder Eindhoven. Van jongs af aan is hij geïntrigeerd door de karper en beviste ze vele uren. De koi, de koivijver en de techniek ziet hij als een boeiende mix tussen zijn hobby en zijn vak.

Comments are closed.