DE268876C - - Google Patents

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

--J& 268876 KLASSE 42ä. GRUPPE --J & 268876 CLASS 42ä. GROUP

R.WINKEL G.m.b.H. in GÖTTINGEN.R.WINKEL G.m.b.H. in GÖTTINGEN.

Ultramikroskop. Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. August 1912 ab.Ultramicroscope. Patented in the German Empire on August 20, 1912.

Das alte Spaltultramikroskop hat gegenüber den neuen lichtstarken Kondensoren die folgenden Vorteile:The old slit ultrasonic microscope has the following compared to the new, powerful condensers Advantages:

I. Vollkommenes Dunkelfeld (keinerlei Stö¹ rung der Beobachtung durch Staubteilchen, auf Deckglas und Objektträger, Ritzen des Objektträgers usw., Übelstände, die zwar bei sorgfältiger Herstellung der Präparate sehr vermindert, aber nicht immer ganz behoben ίο werden können).(Can ίο be no Stö ¹ tion of observation by dust particles on the cover glass and microscope slide, scribing of the slide, etc., inconveniences that greatly diminished although with careful production of the preparations, but not always resolved) I. Perfect Dark field.

II. Unvergleichlich schnelleres Arbeiten, da man in der Küvette eine Flüssigkeit durch eine andere ersetzen kann, ohne die Einstellung des Mikroskopes ändern zu müssen und nicht genötigt ist, wie bei anderen Konstruktionen, Deckglas und Objektträger sorgfältig zu reinigen.II. Incomparably faster work, since a liquid flows through the cuvette can replace another without having to change the setting of the microscope and is not necessary, as with other constructions, cover slip and microscope slide carefully to clean.

III. Die besondere Eignung zur Beobachtung fester Körper, wie Mineralien, Rubinglaser usw.III. The particular suitability for observing solid bodies, such as minerals, ruby lasers etc.

Demgegenüber zeigen sich folgende Nachteile: On the other hand, there are the following disadvantages:

I. Eine viel geringere Lichtstärke, die besonders bei Untersuchung von Hydrosolen mit feineren Teilchen und bei Beobachtung mit Bogenlicht der Untersuchung bald eine Grenze setzt.I. A much lower light intensity, which is particularly useful when investigating hydrosols with finer particles and when observed with arc light the investigation soon becomes a limit puts.

II. Die Einführung des Lichtspaltes, welcher das Arbeiten mit diesem Instrument bei unvollkommenen Heliostaten und unruhig arbeitenden Bogenlampen recht beschwerlich macht, da das Lichtbild öfters aus dem Spalt herauswandert und sich dann eine Nachregulierung häufig gerade im Momente der Beobachtung erforderlich macht. 'II. The introduction of the light slit, which makes working with this instrument With imperfect heliostats and restlessly working arc lamps quite cumbersome makes, since the light often wanders out of the gap and then readjusts itself often required precisely at the moment of observation. '

Die folgende Erfindung ermöglicht es, Vorteile des Spaltultramikroskopes mit größerer Helligkeit und Vollkommenheit der Beleuchtung zu vereinigen.The following invention enables advantages of the slit ultrasonic microscope with greater To unite brightness and perfection of the lighting.

Das Wesen der Erfindung besteht in An-Wendung von Immersionsobjektiven möglichst hoher Apertur zur Beobachtung und Beleuchtung in orthogonaler Anordnung und Hinwegschaffen aller Hindernisse, die der Anwendung derselben im Wege stehen unter Aufrechterhaltung des beim Spaltultramikroskop angewandten Prinzips der Seitenbeleuchtung.The essence of the invention consists in the use of immersion objectives as possible high aperture for observation and illumination in an orthogonal arrangement and removal all obstacles that stand in the way of its application under maintenance the principle of side lighting applied to the slit ultrasonic microscope.

Je nach der Beschaffenheit der zu Untersuchenden Präparate kommen Objektive verschiedener Konstruktion zur Anwendung, für wässerige, koloidale Lösungen: Objektive für Wasserimmersion besonderer Konstruktion; für Rubingläser: Objektive für Homogenimmersion. Depending on the nature of the specimen to be examined, there are different lenses Construction for use, for aqueous, coloidal solutions: Objectives for water immersion of special construction; for Ruby glasses: objectives for homogeneous immersion.

Als wichtigste Objekte zur ultramikroskopischen Untersuchung kommen in Betracht: Hydrosole, d. h. wässerige, koloidale Lösungen. Die zu verwendenden Objektive müssen daher für Wasser korrigiert sein und müssen ferner eine möglichst hohe Apertur besitzen, da von dieser die Intensität der Beleuchtung des Kondensorsystems und auch Lichtstärke und Auflösungsvermögen des Beobachtungsobjektivs abhängen.The most important objects for ultramicroscopic examination are: Hydrosols, d. H. aqueous, coloidal solutions. The lenses to be used must therefore be corrected for water and must also have the largest possible aperture because of this the intensity of the illumination of the condenser system and also luminous intensity and Depending on the resolution of the observation lens.

Die gebräuchlichen Objektive höherer Apertür besitzen aber Frontlinsen und Fassungen',The common lenses with a higher aperture door, however, have front lenses and mounts',

die es unmöglich machen, das Beobachtungssystem auf die Spitze des Beleuchtungskegels einzustellen.which make it impossible to point the observation system to the top of the lighting cone to adjust.

Selbst möglichst enge Fassung der Objektive und Wegschleifen derselben bis zur Frontlinse genügen nicht. Es ist erforderlich, um die erwähnte Einstellung zu erzielen, einen Teil der Frontlinse parallel einer zur Achse des Objektivs unter 45° geneigten Ebene fortzuschleifen, worin ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung besteht.Even the narrowest possible setting of the lenses and grinding them away to the front lens are not enough. In order to achieve the aforementioned setting it is necessary to have one To grind part of the front lens parallel to a plane inclined at 45 ° to the axis of the lens, wherein there is another essential feature of the invention.

Es stellte sich jedoch eine neue Schwierigkeit ein; der durch Abschleifen der Fassung und Frontlinse geöffnete Raum zwischen dieser und der Meniskuslinse ist dem Eindringen von Flüssigkeit geöffnet und muß nun wieder derartig hermetisch verschlossen werden, daß der Verschluß weder die Beobachtung störende Ultramikronen an die Flüssigkeit abgibt, noch auch der Einstellung der Objektive gegeneinander ein wesentliches Hindernis in den Weg setzt. (Er darf nicht zu dick sein.) Diese Schwierigkeit wurde durch Anwendung von Metallfolie, die mittels Kanadabalsam aufgekittet wird, behoben.A new difficulty arose, however; by grinding the frame and the front lens open space between this and the meniscus lens is open to penetration opened by liquid and must now be hermetically sealed again in such a way that the shutter neither emits ultramicrons to the liquid that would interfere with observation, nor the setting of the lenses against each other is also a major obstacle in the way puts. (It can't be too fat.) This difficulty was overcome by applying Fixed metal foil that was cemented on using Canada balsam.

Eine weitere Forderung ergibt sich aus der Untersuchung stark gefärbter Flüssigkeiten. Der in der Flüssigkeit zurückgelegte Weg der Lichtstrahlen soll möglichst kurz sein, um stärke Lichtschwächung durch Absorption der Strahlen im gefärbten Medium zu vermeiden. Another requirement arises from the investigation of strongly colored liquids. The path of the light rays covered in the liquid should be as short as possible in order to to avoid strong light attenuation through absorption of the rays in the colored medium.

Dieser und einigen anderen Anforderungen, z. B. der besseren Korrektion, wurde genügt durch Konstruktion von Spezialobjektiven, bei welchen die Frontlinse F einen kegelförmigen Ansatz K erhält, der eine Verkürzung der Weglänge in der Flüssigkeit bedingt (Fig. 1). Eine vorzügliche Wirkung gab z. B. die Anwendung des in Fig. 2 abgebildeten Objektivs, sowohl zur Beleuchtung wie zur Beobachtung.These and some other requirements, e.g. B. the better correction, was sufficient by the construction of special lenses in which the front lens F receives a conical extension K , which causes a shortening of the path length in the liquid (Fig. 1). An excellent effect was z. B. the use of the lens shown in Fig. 2, both for lighting and for observation.

Das Objektiv von 6,26 mm Brennweite und einer numerischen Apertur = 1,05 ist korrigiert für Wasserimmersion ohne Deckglas und besitzt eine aus einem Stück geschmolzenen Quarzes angefertigte überhalbkugelförmige Frontlinse F, die vorn konisch abgeschliffen ist.The objective with a focal length of 6.26 mm and a numerical aperture = 1.05 is corrected for water immersion without a cover glass and has an over-hemispherical front lens F made from a piece of fused quartz, which is ground conically at the front.

Als Meniskuslinse wird ein stark brechendes Barytkron verwendet. Die übrige Konstruktion ist ähnlich wie bei anderen Immersionsobjektiven. A highly refractive barite crown is used as the meniscus lens. The rest of the construction is similar to other immersion objectives.

Achromatische Wasserimmersion für Ultrabeleuchtung.Achromatic water immersion for ultra lighting.

f = 6,26 mm. f = 6.26 mm.

3">3 "> Frontlinse, geschmolzener Quarz
» = 1,45Front lens, fused quartz
»= 1.45 Dis
persionDis
persion rr Radien r Radii r MitteldickeMedium thickness Durch
messerBy
knife II. Linse, Barytkron
η = 1,6214II. Lens, barite crown
η = 1.6214 —,-, r%r% = 2,065 konvex= 2.065 convex 2,56 mm2.56 mm —- 4040 III. Linse, zweifach schweres Flint
η = 1,7172III. Lens, double weight flint
η = 1.7172 57,157.1 HH = 35 konkav
= 5,9 konvex= 35 concave
= 5.9 convex 2,1 mm2.1 mm 8,Q4 ^mm 8, Q4 ^mm 4545 Borosilikatkron
η = 1,5101Borosilicate crown
η = 1.5101 29.529.5 ^ri ^r i
r%r% = 85 konkav
= 12 konkav= 85 concave
= 12 concave 1,35 mm1.35 mm 13,2 mm13.2 mm IV. Linse, zweifach Silikatflint
« — 1,6353IV. Lens, double silicate flint
« - 1.6353 63,563.5 = 12 konvex
= 11 konvex= 12 convex
= 11 convex .—.— 13,1 mm13.1 mm 5555 Barytkron
η = i,6o8oBarite crown
η = i, 6o8o 34.934.9 = 325 konvex
= 13,5 konkav= 325 convex
= 13.5 concave i,35 mmi, 35 mm 14 mm14 mm 6060 59.°59th ° = 13,5 konvex
= 28,5 konvex= 13.5 convex
= 28.5 convex —- 13,9 mm13.9 mm

Beleuchtungs- und Beobachtungsobjektive erhalten die in Fig. 3 gegebene Anordnung zueinander, dabei kann das erstere entweder am Mikroskoptisch oder am Mikroskoptubus befestigt werden. Es erhält auf alle Fälle Mikrometerschrauben, welche eine Zentrierung gegen die Achse des Beobachtungsmikroskops gestatten. Außerdem eine kleine regulierbare Blende, welche die in das Beleuchtungsmikroskop direkt einfallenden Strahlen des Lichtkegels abzublenden gestattet, falls man nicht vorzieht, die Blende so anzubringen, daß sie durch die dem Kondensor vorgeschaltete Beleuchtungslinse (Kollektor) in die hintere Brennebene des Kondensors projiziert wird.Illumination and observation objectives are given the arrangement shown in FIG. 3 to each other, the former can either be on the microscope stage or on the microscope tube be attached. In any case, it receives micrometer screws, which are centered allow against the axis of the observation microscope. Also a small adjustable one Aperture that directs the rays of the light cone that directly into the illumination microscope Permitted to be dimmed, if one does not prefer to attach the diaphragm so that it through the lighting lens (collector) upstream of the condenser into the rear one Focal plane of the condenser is projected.

Ein Vorteil dieser Einrichtung ist, daß manOne advantage of this facility is that you can

gegenüber allen bisherigen Ultramikroskopen und Dunkelfeldkondensoren ohne Küvette und ohne Deckglas und Objektträger arbeiten kann. Es genügt, einen Tropfen der zu untersuchenden Flüssigkeit auf die Frontlinse des Objektivs zu bringen und man kann sofort beobachten; ohne die Einstellung zu ändern, kann dieser Tropfen fortgespült und durch einen Tropfen einer anderen Flüssigkeit ersetzt werden.compared to all previous ultramicroscopes and dark field condensers without cuvette and can work without a cover slip and microscope slide. It is sufficient to place a drop of the liquid to be examined on the front lens bring the lens and you can observe immediately; without changing the setting, This drop can be washed away and replaced by a drop of another liquid be replaced.

Will man jedoch Konzentrationsänderungen durch Verdunstung vermeiden, so empfiehlt sich die Anwendung der in Fig. 4 skizzierten Küvette aus Vulkanfiber, die mittels Fassung D am Kondensor befestigt wird. Mittels Trichter^ rohr und Gummischlauch, der an die Röhre H angesetzt wird, wird eine Flüssigkeit durch eine andere ersetzt, ohne daß die Einstellung des Mikroskopes geändert zu werden braucht. Die Waschflüssigkeit kann dabei zwischen Küvette und Beobachtungsobjektiv austreten, oder sie wird durch ein verschließbares Ablaßrohr rückwärts abgelassen.However, one wants to avoid variations in concentration by evaporation, the application of the sketched in Fig. 4 cell from vulcanized fiber, which is fixed to the condenser by means of D version is recommended. By means of a funnel tube and a rubber hose, which is attached to the tube H , one liquid is replaced by another without the need to change the setting of the microscope. The washing liquid can escape between the cuvette and the observation lens, or it is drained backwards through a closable drainage tube.

Es empfiehlt sich, den Hohlraum der Küvette möglichst klein zu gestalten, um ein schnelles Durchwaschen zu ermöglichen und Erschütterungen möglichst abzudämpfen. Letzteren Zweck kann man auch durch Abdecken des zur Beobachtung nicht nötigen Raumes mit einer Gummilamelle bewerkstelligen.It is advisable to make the cavity of the cuvette as small as possible to allow a to enable quick washing and to dampen vibrations as much as possible. The latter You can also do this by covering the space that is not necessary for observation accomplish with a rubber blade.

Der übrige Teil der Beleuchtungseinrichtung kann entweder so angeordnet werden wie beim Spaltultramikroskop*), oder einfächer und für den Beobachtenden viel angenehmer, indem man das Bild der Lichtquelle direkt mittels eines oder zweier Objektive von geeigneter Brennweite in die Bildebene des als Kondensor benutzten Mikroskopobjektivs projiziert; der bekannten Bedingung der Ultramikroskopie.**) Das verkleinerte Bild der Lichtquelle nach der Tiefe hin so weit zuThe remaining part of the lighting device can either be arranged in this way as with the slit ultrasonic microscope *), or more simple and much more pleasant for the observer, by taking the image of the light source directly using one or two lenses from suitable focal length in the image plane of the microscope objective used as a condenser projected; the well-known condition of ultramicroscopy. **) The reduced image of the Light source towards the depth so far

*) Drudes AnnaL, Bd. 10, S. 7.
**) 1. c, S. 6, Zeile 1 bis 5.*) Drudes AnnaL, Vol. 10, p. 7.
**) 1. c, p. 6, lines 1 to 5.

begrenzen, daß der durch die Zerstreuungskreise entstehende Schleier die abgebildeten Beugungsscheiben nicht überstrahlt, kann durch passende Wahl der Beleuchtungslinsen, die das verkleinerte Bild der Lichtquelle in der Bildebene des Kondensors entwerfen, leicht entsprochen werden.limit that the veil created by the circles of confusion is the depicted Diffraction disks are not outshone, can be achieved by choosing the right lighting lenses, which create the reduced image of the light source in the image plane of the condenser, easily be met.

Das im Ultramikroskop wahrnehmbare Bild hat das in Fig. 5 dargestellte Aussehen. Der Doppelkegel A und B zeigt eine Zone engster Einschnürung. Dieser Zone entspricht das Bild der Lichtquelle und ihre Länge der Bildtiefe des verwendeten Systems.*) . The image that can be perceived in the ultramicroscope has the appearance shown in FIG. The double cone A and B shows a zone of the narrowest constriction. This zone corresponds to the image of the light source and its length to the image depth of the system used. *).

Auf diese engste Zone wird das Beobachtungsmikroskop eingestellt. Sie ist bei der hohen Apertur und der vollkommenen Strahlenvereinigung des angewendeten Kondensors zur Beobachtung von sehr kleinen Ultramikronen besonders geeignet. Tatsächlich konnten in ihr Teilchen wahrgenommen werden, die sich im Spaltultramikroskop der Beobachtung vollkommen entzogen hatten. Ultramikronen von Gold oder Silber (40 mm und darüber) leuchten in wundervollem Kontraste zur dunklen Umgebung. Die Kontrastwirkung wird noch erhöht, wenn man mittels eines verstellbaren Okularspaltes die Teile A und B des Lichtkegels abblendet. The observation microscope is adjusted to this narrowest zone. With the high aperture and the perfect combination of rays of the condenser used, it is particularly suitable for observing very small ultramicrons. In fact, it was possible to perceive particles in it that had completely escaped observation in the slit ultramicroscope. Ultra microns of gold or silver (40 mm and above) shine in wonderful contrast to the dark surroundings. The contrast effect is increased if parts A and B of the light cone are dimmed by means of an adjustable eyepiece gap.

Eine solche Präzisionsspaltblende mit Trommelteilung wird dem Ultramikroskop beigegeben und ist auch vorteilhaft anwendbar bei der Auszählung ultramikroskopischer Teilchen, wo es darauf ankommt, die Größe des erleuchteten Raumes in bestimmter Weise abzugrenzen. Such a precision slit diaphragm with drum division is added to the ultramicroscope and can also be used to advantage in the enumeration of ultramicroscopic particles, where it is important to delimit the size of the lighted room in a certain way.

Dieser Raum kann auf wenige μ³ (Kubik μ) eingeengt werden und man erreicht dadurch den Vorteil, Kolloidlösungen nicht allzuweit verdünnen zu müssen.This space can be narrowed down to a few μ ³ (cubic μ) and this has the advantage of not having to dilute colloid solutions too far.

Eine Konstruktion des Ultramikroskops, die sich bewährt hat, ist in Fig. 6 dargestellt. Das Mikroskop hat Grobbewegung durch Zahn und Trieb und Feineinstellung durch seitliche Mikrometerschraube. Der Tubus T hat geteilten Auszug und rechnet in seiner Länge von der Ansatzfläche des Objektivs bis zum Auflegerande des Okulares. Die Objektive sind durch Schlitten auswechselbar und an demselben so justiert, daß ihre abgeschliffenen Flächen in die richtige Lage zur abgeschliffenen Fläche des Beleuchtungssystems kommen. .A construction of the ultramicroscope which has proven itself is shown in FIG. 6. The microscope has coarse movement through the tooth and drive and fine adjustment through the lateral micrometer screw. The tube T has a split extension and its length is calculated from the attachment surface of the objective to the support edge of the eyepiece. The lenses can be exchanged using slides and adjusted on the same so that their ground surfaces come into the correct position in relation to the ground surface of the lighting system. .

Am Träger t ,ist die Justiervorrichtung für das Beleuchtungsobjektiv, bestehend aus dem Triebe V zur Vertikaleinstellung und zwei Schlitten mit Mikrometerschrauben S₁ und S₂, zur weiteren Einstellung auf die optische Achse des Beobachtungsmikroskopes befestigt.The adjustment device for the illumination objective, consisting of the drive V for vertical adjustment and two slides with micrometer screws S ₁ and S ₂ , for further adjustment on the optical axis of the observation microscope, is attached to the carrier t.

I.e., S. η.I.e., S. η.

Claims (4)

Patent-An Sprüche:
ι. Ultramikroskop, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beobachtung wie zur Beleuchtung Immersionsobjektive in orthogonaler Anordnung Verwendung finden, deren Fassung und Frontlinse so weit abgeschliffen sind, daß die Einstellung des Beobachtungsmikroskopes auf die Spitze des Beleuchtungskegels möglich wird.Patent-to sayings:
ι. Ultramicroscope, characterized in that immersion objectives in an orthogonal arrangement are used for observation and illumination, the mount and front lens of which are ground down to such an extent that it is possible to adjust the observation microscope to the tip of the illumination cone. 2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschliff bei beiden Objektiven etwa unter 45° erfolgt. 2. Embodiment according to claim 1, characterized in that the ground joint takes place at about 45 ° with both lenses. 3. Eine Ausführungsform nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontlinsen der Objektive zur Verkürzung des im Objekte zurückgelegten Strahlenweges einen gegen den Beleuchtungsraum erweiternden konischen Ansatz aus demselben Material erhalten, aus welchem die Frontlinse besteht, welcher Ansatz angekittet ist oder mit der Frontlinse aus einem Stück besteht.3. An embodiment according to claim ι and 2, characterized in that that the front lenses of the objectives to shorten the beam path covered in the object one against the lighting space widening conical approach obtained from the same material from which the front lens is made, whichever approach is cemented or with the front lens consists of one piece. 4. Ultramikroskop nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen als Küvette dienenden Behälter, der am Beleuchtungssystem angeordnet ist, und an Stelle der bei Küvetten üblichen Fenster mit öffnungen versehen ist, in welche die Frontlinsen der Objektive treten.4. Ultramicroscope according to claim 1 to 3, characterized by one as a cuvette serving container, which is arranged on the lighting system, and in place the usual window for cuvettes is provided with openings into which the Kick the front lenses of the lenses. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.1 sheet of drawings.