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Apertometro economico fai da te

Principi di funzionamento, manutenzione, modifica e autocostruzione dei microscopi e dei loro accessori
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3nzo
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Apertometro economico fai da te

Messaggio da 3nzo » 11/10/2020, 15:36

Dato che faccio osservazioni con preparati usa e getta, in acqua, tendo a non usare l'olio, ma la glicerina, con riduzione dell'apertura numerica degli obiettivi in olio e del condensatore. Per avere un'idea dell'apertura di lavoro, ho cercato invano un apertometro, ho trovato invece qualche articolo su apertometri "fai da te" basati sul secondo modello di Cheshire che penso potrebbero interessare.
Per ora ho realizzato il primo a secco, il più semplice, e devo dire che dà una misura accettabile. Per esempio conferma il 0,95 del 40x Apo, misura una AN= 0,63 invece del 0,65 dichiarati sul 20x Apo rotto e 0,38 invece di 0,40 sul 20x acromatico.
Con calma mi cimenterò a incollare vetrini per quello a immersione e per il condensatore.
A proposito del condensatore, se qualcuno capisce come si fa a mettere a fuoco il foro dal condensatore, mi farà un favore.
Questi i link:
- in aria http://www.geocities.ws/dushang2000/Mic ... ective.htm
- immersione http://www.microscopy-uk.org.uk/mag/art ... ometer.pdf
- condensatore http://www.microscopy-uk.org.uk/mag/art ... er-NA.html
Unico problema è ottenere una stampa di misura precisa variando dimensione dell'immagine e/o i pixel per inch. Sul primo c'è un riferimento preciso, sul secondo si stampa in modo che corrisponda alla misura del vetrino 1"x3", così almeno ho capito.
Se vi interessa, buon divertimento.

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Re: Apertometro economico fai da te

Messaggio da patta » 12/10/2020, 14:46

Interessante! ci serve un oculare Cheshire quindi?

Inspirato dal tuo post, ho tentato un altro grezzo apertometro - mandare luce dall'oculare. L'obiettivo proietta un cono di luce corrispondente alla sua apertura; a secco piu o meno funziona
Allegati
PSX_20201012_144255.jpg
Apertometro - obiettivo NA 0.25 - disco illuminato 15mm diametro, distanza 30mm - giusto!

3nzo
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Re: Apertometro economico fai da te

Messaggio da 3nzo » 12/10/2020, 18:06

Nell'articolo del Prof. Sini si parla di questo metodo, ma per essere precisi occorrerebbe una sorgente puntiforme, come un LED messa nel punto un cui si forma l'immagine reale dell'obiettivo, cosa che non ho capito come si fa.
http://www.funsci.it/files/n-47-Misura-apertura.pdf

patta
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Re: Apertometro economico fai da te

Messaggio da patta » 12/10/2020, 22:57

La scala graduata del Sini è un calendario del 2008! Con i santi! Me lo devo procurare assolutamente, sembra uno strumento molto utile e preciso - in accoppiata con il filo per imbastire.
Ultima modifica di patta il 13/10/2020, 9:29, modificato 1 volta in totale.

patta
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Re: Apertometro economico fai da te

Messaggio da patta » 13/10/2020, 0:46

Ah che bello giocare con la carta ed il nastro adesivo, sentendosi dei grandi scienziati!
L' illuminazione, piazzare un led al centro del piano focale non ci riesco; al posto dell'occhio sembra funzionare.. ma non per i 5x.
Allegati
PSX_20201013_004119.jpg
NA 0.65
PSX_20201013_003941.jpg
NA 0.24

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Re: Apertometro economico fai da te

Messaggio da 3nzo » 13/10/2020, 6:51

patta ha scritto:
13/10/2020, 0:46
L' illuminazione, piazzare un led al centro del piano focale non ci riesco; al posto dell'occhio sembra funzionare.. ma non per i 5x.
L'articolo di Sini lo spiega. Dice che il LEd andrebbe posto almeno un cm dentro il tubo, ma non ci giurerei.
Per l'apertometro quello di Sini lo trovo precario e poi è calcolato per un calendario avvolto su un cilindro di 22 mm e rotti, dove lo trovi?
Per me è più pratica la scala degli articoli dei link che sono all'apertura di questo argomento. Ho già provato quella in aria e funziona. Unico punto importante è che gli obiettivi devono essere focalizzati su un punto alla distanza di 12,5 mm dalla scala. Si deve cioè mettere un filo distanziato come nell'apertometro piano di Sini. Per quello in vetro non serve, la distanza è data dal vetro.

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Re: Apertometro economico fai da te

Messaggio da patta » 13/10/2020, 9:38

Ora desidero ardentemente l'apertometro "vero" di Jena descritto dal Sini.

Ho letto gli articoli da te linkati per gli obbiettivi ado olio e sembra che - per favore non bannatemi dal forum- il Sini la faccia sbagliata, provando a misurare l'apertura di un obiettivo a olio, a secco! A mio ragionare, non si può misurare più di 1.
La procedura degli articoli in inglese mi sembra giusta - se la scala è disegnata e stampata giusta!
A mia esperienza le stampanti laser sono precisissime e se gli dai "stampa in dimensioni reali / 1:1 " non tradiscono.
Ultima modifica di patta il 13/10/2020, 9:46, modificato 1 volta in totale.

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Re: Apertometro economico fai da te

Messaggio da patta » 13/10/2020, 9:45

Qui sotto una foto dell 'aperturometro del Sini su un obiettivo ad olio:
si vede il disco illuminato centrale (NA~1) ed il vero stop di apertura all'esterno (NA~1.25)
Buon incollaggio di vetrini!
Allegati
20201013_094106.jpg
Foto aperturometro del Prof. Sini - riprodotto senza autorizzazione, e probabilmente lui non sarà affatto contento

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Re: Apertometro economico fai da te

Messaggio da 3nzo » 13/10/2020, 13:26

Sini, se non erro, moltiplica l'apertura misurata a secco per l'indice di rifrazione del vetro per trovare il valore in immersione, però me viene un numero un po' più grande.
Buona la tua idea della scala verticale con i raggi che confermano la giusta altezza dell'ottica quando cono di luce e raggi sono paralleli.
Incollerò i vetrini, ma temo di doverli buttare per le eventuali bolle d'aria. Vedremo.
Nessun problema per le riproduzioni, il Prof. Sini è una persona molto disponibile e gentile.

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Re: Apertometro economico fai da te

Messaggio da Guido Gherlenda » 14/10/2020, 0:03

Perlomeno stupefatto... complimenti.

Quello con la scala verticale di Patta mi sembra il più semplice da costruire, ammetto che non ho capito assolutamente la relazione gradi/apertura numerica, in teoria credevo di conoscerla ma in pratica non ne cavo un ragno dal buco.
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Re: Apertometro economico fai da te

Messaggio da 3nzo » 14/10/2020, 7:25

Quello che a me non è non è chiaro è il motivo per cui un obiettivo con maggiore apertura, cioè con numero di diaframma più basso, ha una risoluzione maggiore, oltre ad essere più luminoso.

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Re: Apertometro economico fai da te

Messaggio da Dunadan » 14/10/2020, 8:34

3nzo ha scritto:
14/10/2020, 7:25
Quello che a me non è non è chiaro è il motivo per cui un obiettivo con maggiore apertura, cioè con numero di diaframma più basso, ha una risoluzione maggiore, oltre ad essere più luminoso.
Sul fatto che sia più luminoso ho dei dubbi, in quanto obiettivi con maggiore apertura e distanza di lavoro "catturano" più luce dal condensatore, visto che il diaframma di campo è più aperto.
Per il resto AN = n sin(a), dipende cioè dall'angolo del cono di luce. Un angolo più ampio permette di catturare le frequenze di diffrazione più alte e quindi si ottiene una risoluzione maggiore.

Immagine
Il mio blog di microscopia ottica ed elettronica: https://nidhoggmicroscopy.wordpress.com/

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Re: Apertometro economico fai da te

Messaggio da 3nzo » 14/10/2020, 9:48

Da un articolo che ho letto, non mi chiedere il perché, l'apertura numerica è in relazione con il numero di diaframma /f, che nel caso di obiettivi per microscopi sarebbe poco pratica, tanto più che l'AN è legata alla distanza minima risolvibile (delta=0,61lambda/NA).
La relazione approssimativa fra NA e apertura /f per luce verde 550 nm è: NA=circa 1/2 x numero di diaframma
e viceversa /f circa= 1/2NA
da cui:
NA 0,1 corrisponde a 5/f
NA 0,25 2/f
NA 0,5 1f che sarebbe un bell'obiettivo in fotografia per non parlare dei seguenti
NA 1,0 0,5/f
NA 1,4 0,36/f
Maggiore apertura = maggiore risoluzione dovrebbe balere anche in macrofotografia dove l'immagine è maggiore dell'oggetto fotografato, ma non so se questa relazione vale anche nella fotografia normale dove l'immagine è molto più piccola del soggetto o se in questo caso vale il contrario.

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Re: Apertometro economico fai da te

Messaggio da Toniclimb » 14/10/2020, 10:16

patta ha scritto:
13/10/2020, 9:38
Ho letto gli articoli da te linkati per gli obbiettivi ado olio e sembra che - per favore non bannatemi dal forum- il Sini la faccia sbagliata, provando a misurare l'apertura di un obiettivo a olio, a secco! A mio ragionare, non si può misurare più di 1.
Misuri a secco, poi moltiplichi per 1.52

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Re: Apertometro economico fai da te

Messaggio da Toniclimb » 14/10/2020, 11:19

3nzo ha scritto:
14/10/2020, 9:48

....
La relazione approssimativa fra NA e apertura /f per luce verde 550 nm è: NA=circa
....
L'apertura numerica non dipende dalla lunghezza d'onda della luce, come l'apertura /f è un dato geometrico dell'obbiettivo.
L' apertura /f è data dalrapporto fra la lunghezza focale e il diametro della pupilla di ingresso dell'obietivo.
L' AN è definita da AN = n sin(A/2), con n indice di rifrazione, =1 per l'aria, e A l'angolo di accettazione massimo dell'obiettivo.
Poi è una questione di trigonometria:

tg( A/2) = 1/ (2 x (/f))

Per cui la relazione fra le due verrebbe (in aria)

AN = sin( arcotg( 1/ (2 x (/f)) )

Per esempio, a un obbiettivo f/2.8 corrisponde un'apertura numerica pari 0.175,
mentre f/1 corrisponde a AN = 0.45 (circa), e per avere AN = 0,85 l'ottica deve essere f/0,3

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