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Einleitung

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung und Erprobung eines Beleuchtungsverfahrens für die Lichtmikroskopie.

Im Unterschied zu herkömmlichen Techniken, bei denen sich eine Lichtquelle unterhalb des Objektträgers (Durchlichtmikroskopie) bzw. oberhalb des Objektträgers (Auflichtmikroskopie) befindet, erfolgt die Beleuchtung durch den Objektträger. Das Licht wird in die Kante des Objektträgers eingestrahlt. Durch Totalreflexion an Ober- und Unterseite des Trägers wird der Lichtstrahl wie in einem zweidimensionalen Lichtleiter weitergeleitet. Befindet sich ein Objekt auf dem Träger, so wird der Übergang Glas/Luft gestört. Durch die Änderung des Grenzwinkels der Totalreflexion kann das Licht durch die Oberfläche des Objektträgers in das Objekt eindringen. Lichtstrahlen, die durch das Objekt in Richtung Objektivlinse abgelenkt werden, tragen zur Bildentstehung bei. Das Objekt wird vor einem dunklen Hintergrund abgebildet, da im Gegensatz zu herkömmlichen Beleuchtungsarten keine ganzflächige Beleuchtung des Objektträgers erfolgt. Die entstehenden Bilder weisen Eigenschaften auf, die auch für die Dunkelfeldmikroskopie charakteristisch sind.

Skizze zur Verdeutlichung des Beleuchtungsprinzips









Um eine möglichst objektive Bildinterpretation im Vergleich zu herkömmlichen Beleuchtungsverfahren zu gewährleisten, wurden die Bilder digitalisiert und mit Hilfe eines Bildverarbeitungsprogrammms analysiert.

Die Idee zur Beschäftigung mit der Thematik entstand im Physik-Leistungskurs 12.1 bei der Behandlung der Wellenoptik. Die Herleitung des SNELL´schen Brechungsgesetzes sowie die Bedingungen für Totalreflexion und BREWSTER-Winkel führten auch zur Thematik Lichtleitung. In diesem Zusammenhang machte uns unser Kursleiter Herr Bracker auf ein Werbedisplay aufmerksam, bei dem eine Plexiglasplatte als lichtleitendes Medium benutzt wird. Durch Gravuren in der Platte oder Anfärbung der Platte mit speziellen Stiften tritt an der Oberfläche der Platte eine Leuchterscheinung auf, da der Grenzwinkel der Totalreflexion durch die Behandlung der Oberfläche verändert wird.

Das nebenstehende Bild aus dem Produktkatalog der Firma PATALLA zeigt ein Werbedisplay, bei dem durch Gravur, Beklebung mit Folie und Farbauftrag eine Leuchterscheinung auf der Oberfläche entsteht







Herr Bracker regte uns zu der Überlegung an, dieses Prinzip auf die Objektbeleuchtung in der Mikroskopie zu übertragen und den Objektträger als lichtleitendes Medium zu betrachten.