Leon Van Lier Photo

Wat is een condensator op een microscoop (en wat doet hij)?

Door Leon Van LierGeplaatst op Geplaatst in Artikelen

Een microscoop bestaat gewoonlijk uit de volgende onderdelen: oculairlens, objectieflens, tafel, voet, condensor en een verlichting. Al deze onderdelen hebben hun specifieke functies die ervoor zorgen dat de microscoop correct werkt.

Daarvan is de condensor een van de meest kritische onderdelen, omdat deze het licht moet opvangen en weerkaatsen door de objectieflens. Dit resulteert in een helder verlicht preparaat op het podium dat u door de lens kunt zien.

Laten we de rol van een condensor uitvergroten (pun intended) en de verschillende types bespreken die je op een microscoop kunt verwachten.

Wat is een condensator op een microscoop?

Een condensor is een lens of een systeem van lenzen om licht te convergeren of te divergeren. Bij microscopie is een condensor een noodzakelijk onderdeel dat het te bekijken monster verlicht.

Het meest voorkomende type condensor is de Abbe-condensor, die een combinatie van lenzen gebruikt om de weg van het licht te regelen wanneer het de objectieflens van de microscoop binnengaat. Aangezien objectieflenzen met een groot vermogen een zeer kleine diameter hebben, hebben zij veel licht nodig om een duidelijk beeld te produceren. Daarom moet het licht worden geconcentreerd en zo worden gericht dat het door het midden van de objectieflens gaat. De condensor is verantwoordelijk voorvoor deze taak.

Bij helderveldmicroscopie gaat het licht door het preparaat en is het zichtbaar voor de waarnemer. Het contrast in het beeld ontstaat door de verschillen in de manier waarop het licht door het preparaat gaat.

Idealiter komt de numerieke apertuur (NA) van de condensor overeen met de NA van het gebruikte objectief. De NA is een maatstaf voor het lichtverzamelend vermogen van een objectief en het vermogen om fijne details op te lossen. Als de NA van de condensor te laag is, zal het beeld zwak en contrastloos zijn. Anderzijds zal het beeld dat ontstaat door een hoge NA overbelicht en uitgewassen zijn.

Condensatoren in een microscoop met een vergroting van 400x hebben doorgaans een numerieke apertuur van 1,2. Deze condensatoren werken met objectieven met een lager vermogen, zoals 4x, 10x en 40x.

Waar zit de condensator op een microscoop?

De condensor bevindt zich onder of in de tafel, het deel van de microscoop waar u het objectglaasje plaatst. Hij is verbonden met de lichtbron, meestal een halogeenlamp. Bovendien is hij zo geplaatst dat het licht door de tafel heen op het preparaat schijnt.

In de meeste gevallen wordt een condensor op een bepaalde plaats vastgezet, zodat u de afstand tussen de condensor en de objectieven niet kunt veranderen. Dit mechanisme verschilt van sommige samengestelde microscopen met een verstelbare condensor die u omhoog of omlaag kunt bewegen.

Hoe werkt het?

De condensor op een microscoop verzamelt het licht dat door de objectieflens gaat en focust het in één gebied. Aangezien de condensor zich boven de lichtbron bevindt, gaat het verzamelde licht eerst door het waargenomen voor het de condensor bereikt.

Het licht gaat dan door een gat in de bodem van de condensor en wordt op het preparaat gericht. De grootte van het gat in de bodem van de condensor kan worden aangepast om de hoeveelheid licht die op het preparaat wordt gericht te veranderen.

Eenvoudig gezegd verzamelt de condensor het licht en concentreert het op de lichtkegel. Daardoor verlicht de lichtkegel het object dat u onder de microscoop bekijkt. De hoek en het diafragma van de lichtkegel moeten geschikt zijn voor het type objectief dat u gebruikt. U kunt deze twee parameters aanpassen door de grootte van het diafragma aan te passen.

Het variabele diafragma op een condensor regelt de hoeveelheid licht die door de objectieflens valt door de grootte van het gat in de bodem van de condensor aan te passen.

Soorten condensatoren op een microscoop

Condensatoren kunnen worden ingedeeld in drie typen op basis van hun doel en het type correctie dat zij bieden. De correctie op een microscoop wordt bereikt door een lenssysteem in de condensor dat eventuele aberraties in de objectieven van de microscoop compenseert. Hier volgen de drie typen condensatoren op microscopen:

1. Abbe condensator

Ernst Abbe vond in 1870 de Abbe-condensor uit. De condensor wordt onder de tafel van de microscoop gemonteerd om het licht dat door het preparaat valt op te vangen en te concentreren voordat het in de objectieflens terechtkomt.

Een Abbe-condensor heeft twee hoofdelementen: het eerste is het mechanisme dat de condensor van het podium af of dicht bij het podium brengt en het tweede is het irisdiafragma dat de diameter van de lichtbundel regelt.

Het is belangrijk op te merken dat de Abbe-condensor is ontworpen om te werken met een beperkt aantal microscoopobjectieven, meestal die met een korte werkafstand. U kunt de regelaars van de condensor gebruiken om de helderheid, het contrast en de verlichting aan te passen. Aangezien de aplanatische kegel in de condensor slechts een numerieke opening van 0,6 heeft, is het moeilijk om deze condensors te gebruiken met microscopen met een hoog vermogen en eenvergroting van meer dan 400x.

Een Abbe-condensor heeft twee lenzen: een bi-convexe en een planoconvexe. De planoconvexe lens bevindt zich onderaan, terwijl de bi-convexe lens bovenaan zit. De lenzen hebben een glazen of kwartsconstructie.

De bi-convexe lens is verantwoordelijk voor het opvangen van het licht, terwijl de planoconvexe lens het licht dat door het preparaat valt concentreert.

Correctie: Een Abbe-condensor corrigeert niet voor chromatische of sferische aberratie. Chromatische aberratie betekent dat verschillende kleuren licht op verschillende punten worden scherpgesteld, terwijl sferische aberratie optreedt wanneer het midden en de randen van het beeld scherp zijn, maar het midden wazig is.

2. Aplanatische condensator

Een aplanatische condensor is een geavanceerder type dat is uitgevonden om sferische aberratie te corrigeren. De aplanatische kegel in de condensor heeft een veel grotere numerieke apertuur, waardoor hij ideaal is voor microscopen met een hoog vermogen.

Correctie: Aplanatische condensatoren corrigeren sferische aberraties.

3. Gespecialiseerde condensatoren

Soms moet u een speciale condensator gebruiken om de beste resultaten te verkrijgen. U moet bijvoorbeeld een speciale condensator gebruiken bij fasecontrastmicroscopie of DIC-microscopie.

Bij fasecontrastmicroscopie verschuift het licht dat door het preparaat gaat enigszins in fase. De verschuiving is het gevolg van de verschillende brekingsindexen van het preparaat en het omringende medium. De gespecialiseerde condensor heeft een fasering die het licht dat erdoorheen gaat een bepaalde hoeveelheid verschuift. De verschuiving wordt in fase gehouden met het preparaat, waardoor de details van het preparaat beter zichtbaar worden.

Evenzo gebruiken onderzoekers gespecialiseerde condensors in Hoffman Modulation en Differential Interference contrastsystemen. Deze systemen gebruiken lichtinterferentie om het contrast van ongekleurde preparaten te verbeteren. Het Hoffman Modulation Contrast systeem gebruikt een birefringerende plaat in de condensor om het licht te splitsen in twee stralen die verschillende paden nemen. De birefringerende plaat is meestal gemaakt van kwarts, maarook andere materialen kunnen worden gebruikt.

Differentiële interferentiecontrastmicroscopie maakt ook gebruik van lichtinterferentie, maar vereist geen bireferende plaat. In plaats daarvan wordt het licht in twee stralen gesplitst met behulp van een Wollastonprisma. De twee stralen nemen verschillende paden en worden opnieuw gecombineerd in het achterste brandvlak van de objectieflens. De twee stralen interfereren met elkaar, waardoor een contrast in het beeld ontstaat.

Gespecialiseerde condensatoren zijn ook nuttig bij epifluorescentiemicroscopie, waarbij fluorescentie wordt gebruikt om preparaten te bestuderen. Een epifluorescentiemicroscoop heeft een dichromatische spiegel in de condensator die specifieke golflengten van licht weerkaatst, terwijl hij andere golflengten doorlaat. Het excitatielicht gaat door het preparaat, en de uitgezonden fluorescentie wordt naar de dichromatische spiegel geleid.De spiegel reflecteert de fluorescentie naar de objectieflens terwijl het ongewenste licht wordt geblokkeerd. Daardoor is alleen de fluorescentie zichtbaar in het beeld en is de achtergrond zwart.

Correctie: Gespecialiseerde condensatoren kunnen alle aberraties corrigeren, afhankelijk van hun bouw.

Waar wordt het gebruikt?

Een microscopische condensator heeft verschillende toepassingen in de medische wetenschap en het onderzoek. Hier zijn enkele plaatsen waar condensatoren een essentiële rol spelen. Ze worden het meest gebruikt in onderzoekslaboratoria en ziekenhuizen.

Voordelen van condensatoren op een microscoop

Een condensor is een integraal onderdeel van een microscoop. Hij richt het licht dat door de objectieflens op het preparaat valt. Hier volgen enkele voordelen van condensors:

Ideaal voor hoge vergrotingen

Bij het bekijken van preparaten met een sterke vergroting is een goed scherp beeld essentieel. Een condensor helpt daarbij door een gelijkmatige en intense belichting.

Het is beter om geen condensor te gebruiken wanneer u iets met een lage vergroting bekijkt, omdat het uw gezichtsveld kan beperken. Een condensor is echter van vitaal belang wanneer u fijne details moet zien.

Maakt technieken voor monsterverlichting mogelijk

Preparaatverlichting betekent het kiezen van de juiste lichtbron en filters om het beste beeld van uw preparaat te krijgen. Het type condensor dat u hebt, bepaalt welke technieken u voor microscopie kunt gebruiken.

Enkele standaard belichtingstechnieken zijn helderveld-, fasecontrast- en donkerveldmicroscopie. Gespecialiseerde condensatoren kunnen deze technieken vergemakkelijken.

Verbetert het contrast

Een condensor kan ook helpen het contrast te verbeteren, wat essentieel is wanneer u subtiele details probeert te bekijken. Zo kan de NA van een condensor worden verhoogd om een beter contrast met uw preparaat te verkrijgen.

Bereikt een grotere scherptediepte

Hoe groter de scherptediepte, hoe meer van het preparaat scherp is. Als u een preparaat onder een microscoop zonder condensor bekijkt, is de scherptediepte vrij klein. Er is dus maar een klein deel van het preparaat scherp.

Het toevoegen van een condensor vergroot de scherptediepte, waardoor u meer van het preparaat in één keer kunt zien. Dit kan voordelig zijn wanneer u een driedimensionaal preparaat probeert te bekijken.

Nadelen van condensatoren op een microscoop

Hoewel de condensor van een microscoop van vitaal belang is om een gerichte en intense lichtbundel naar het preparaat te brengen, heeft hij ook verschillende nadelen.

Creëert een Halo

Een nadeel van de condensor is dat hij een "halo" of "ring" kan veroorzaken rond heldere objecten in het gezichtsveld.

Dit wordt veroorzaakt door de diffractie van licht dat door de condensorlens gaat. De halo kan worden geminimaliseerd door een diafragmastop te gebruiken om de hoeveelheid gebroken licht te verminderen.

Grenzen Gezichtsveld

Als u iets bij een lage vergroting bekijkt, kan de condensor het gezichtsveld beperken. Dat gebeurt als de lichtstraal van de condensor niet groot genoeg is om het hele gezichtsveld te belichten.

Geen aberratiecorrectie

De Abbe condensor corrigeert niet voor chromatische en sferische aberraties. De verschillende brekingsindexen van glas veroorzaken deze aberraties. Hierdoor worden kleuren op verschillende punten scherpgesteld, wat een "regenboogeffect" aan de randen van objecten kan veroorzaken.

Vaak gestelde vragen

Waarom is een microscoopcondensator belangrijk?

Een microscoopcondensor is essentieel omdat hij het licht op het preparaat richt, waardoor een helder beeld ontstaat. Bovendien kan een condensor ook de hoeveelheid licht regelen die op het preparaat valt, wat essentieel is voor het instellen van het contrast. Aplanatische en gespecialiseerde condensors corrigeren ook chromatische en sferische aberraties.

Hoe stel ik de condensator van de microscoop af?

De condensor moet omhoog of omlaag worden bewogen om het licht op het preparaat te richten. De hoeveelheid licht die het preparaat bereikt, kan worden geregeld door het diafragma te verstellen.

Dit diafragma bevindt zich aan de basis van de condensor. Het heeft verschillende bladen die open en dicht gaan om de hoeveelheid licht die doorgelaten wordt te regelen.

Is een Abbe condensator ideaal voor hoogwaardige toepassingen?

Nee, de Abbe condensor corrigeert niet voor chromatische en sferische aberraties. Daarom zou het niet uw eerste keuze moeten zijn als u de hoogst mogelijke beeldkwaliteit wenst. Het is echter een goede keuze voor algemene toepassingen.

Laatste gedachten

De condensor is een integraal onderdeel van een microscoop, omdat hij het licht scherp stelt en helpt een helder beeld te produceren. De drie belangrijkste typen condensatoren zijn Abbe, aplanatisch en gespecialiseerd. Al deze condensatoren doen het primaire werk dat van een condensator wordt verlangd. De laatste twee corrigeren echter ook verschillende lichtafwijkingen om een hoogwaardig en fijn gedetailleerd beeld te produceren.

Welk type condensor u kiest, hangt af van het soort microscopie dat u doet of het preparaat dat u bekijkt.

Bronnen
  • //www.celestron.com/blogs/knowledgebase/what-is-a-condenser
  • //en.wikipedia.org/wiki/Condenser_(optica)
  • //www.pathwooded.com/post/what-is-a-microscope-condenser-and-what-is-it-used-for
  • //zeiss-campus.magnet.fsu.edu/articles/basics/opticalsystems.html
  • //scopedetective.com/microscoop-condensator-functies/#Waar_is_de_condensator_op_een_microscoop?

Uitgelichte afbeelding: Dani Kristiani, Shutterstock

Scroll naar boven