Hst 1: Microscopy basics

Question 1

Bespreek refractie

Answer 1

Afhankelijk van het medium, zal licht sneller of trager gaan. Dit gaat gepaard met breking /buiging.

De oorzaak is botsing, met onderdelen van het medium.

*in vacuum zal licht met zijn originele snelheid 300 000 km/s

Refractie is verantwoordlijk voor dispersie :
wit licht zal wanneer het door een prisma gaat, in zijn componenten gescheiden worden.

Je zal merken dat rood licht het minst last heeft van refractie

n = refractie index (n)

Question 2

Bespreek de refractieve index (= brekings index) : n

Answer 2

= De ratio van de snelheid van licht in vacuum op in een medium
n1/n2 = sin α2/sin α1
*wanneer licht schuin invalt in een medium met een hogere index (= denser) , zal het naar de normaal toe gaan
(zie snells wet)

Dispersie:
- de refractieve index is afhankelijk van de golflengte: kleinere golflengtes zijn gevoeliger aan breking

Question 3

Bespreek de critische hoek

Answer 3

als licht schuin genoeg wordt ingestuurd, is er weerkaatsing.

Question 4

Bespreek diffractie

Answer 4

licht buigt en spreidt uit wanneer het door een ‘slit’ gaat, die kleiner is dan de golflengte

centraal zal de golf normaal doorgeraken (alles met dezelfde intensiteit)

aan de randen zien we echter verschillende intensiteiten.

Dit is door interferentie van de golven zelf onder elkaar

Question 5

Bespreek het beeld van het objectief en oculair

Answer 5

• het objectief zal het licht als een reel, geinverteerd beeld sturen naar het oculair
• het oculair zal een vergroot, virtueel beeld richting het oog sturen

Question 6

Wat is er belangrijk bij het genereren van beeld met een licht microscoop?

Answer 6

• het preparaat moet homogeen verlicht worden -> licht moet goed gespreid zijn
• het licht mag hierbij niet teveel gespreid zitten, waardoor het objectief deze niet kan opvangen
  (zie p 11 , slide 4, belichtingspad)

Question 7

Bespreek Köhler belichting

Answer 7

homogeen belichten van uw preparaat

Question 8

Wat bepaalt de resolutie van een lens? Bespreek de resolutie limiet

Answer 8

de resolutie kan verbeterd worden door de lambda te verkleinen, of de NA te verhogen.
d= lamda /2n sin(alfa)

d= afstand waarin 2 punten kunnen ondersheiden worden ( = hoe kleiner, hoe beter de resolutie)

alfa = hoek waaruit objectief licht opvangt

n= brekingsindex

-Wanneer de diffractie patronen van twee lichtbronnen dicht genoeg bij elkaar gezet worden , zijn ze niet meer te onderscheiden = resolutie limiet

Question 9

Hebben puntbronnen diffractie ?

Answer 9

ja

Question 10

Bespreek de contrast-transfer functie

Answer 10

Leer gwn vanbuiten:

Een lens zal het beeld altijd uitsmeren door diffractie. Er zal een vermindering zijn van contrast tussen zwart en wit (wordt uitgesmeerd = grijs)

• wanneer het contrast stijgt heb je minder resolutie
  (grafiek: wanneer de spatiale frequentie verhoogt (wanneer er dus meer lijntjes komen) , dus wanneer de benodigde resolutie verhoogt , zal het contrast dalen?)

Question 11

Hebben lenzen diffractie

Answer 11

ja

Wanneer een lens licht focuseert , zal het resultaat een diffractie patroon zijn.
(Airy patroon: centraal het airy disk, en er rond ripple effect)

dit is door het feit dat de lens licht focusseert, en daarbij fase verschil ontstaat tussen de golven

Question 12

Welke zaken kunnen de resolutie verbeteren

Answer 12

• een objectief met een hogere NA
• lichtbron met lage golflengte (ik denk dat dit ervoor zorgt dat er een kleinere diffractie patroon is?)

want: d= lambda /2 sin (alfa)
of ook 0.61 lambda/ NA

Question 13

Wat is de resolutie limiet van een licht microscoop?

Answer 13

200 nm in x,y vlak

Question 14

Bespreek depth of field, en werk afstand

Answer 14

The depth of field zegt hoeveel van het specimen in focus is.

met stijgende magnificatie, en resolutie, zal de depth of field dalen

hoewel je nu niet meer een groot opp , in focus ziet, zal je dankzij magnificatie , een stuk van het specimen, in grotere detail (vb: diepte kennis) kunnen bekijken

Question 15

Bespreek de aberraties van een lens

Answer 15

aberraties : fouten die geïntroduceerd worden , omdat er een lens wordt gebruikt

Sferische aberratie
- een lens is bol -> variatie in hoe licht wordt afgebroken tussen randen en centrum

Chromatische aberratie:
-dispersie : wit licht zal in zijn componenten worden gescheiden, omdat de golflengtes met hun eigen snelheid erdoor propageren

veld aberratie:
- vlakke beeld, op een bolle lens projecteren

Question 16

Bespreek de dubbel convexe lens

Answer 16

• meest gebruikt in microscoop

- bolvormig aan beide zeiden

Question 17

Bespreek het focale punt. Geef enkele feiten over beeldvorming en het focale punt

Answer 17

afstand waarop een lens licht focuseert

• licht vanuit deze focale punt , dat door de lens gaat , komt er parallel uit
• als het object op het focale punt zit, zal er geen beeld gevormd worden (lijnen lopen parallel)

Question 18

Bespreek infinity optics

Answer 18

Wanneer het pereparaat op het focale punt (van het infinity objectief lens) zit, zal het licht parallel lopen.

Door een 2de lens te gebruiken, kunnen deze bundels gecapteerd en gefocust worden.

Tussen deze twee lenzen kan men extra lenzen of filters zetten zonder dat het beeld verloren gaat

Question 19

Wat betekent een negatieve di, en een positieve M

Answer 19

• negatieve di : het beeld in virtueel

- positive M: het beeld is niet geinverteerd