Premetto che io sono un pò avvantaggiato dal fatto di avere un piccolo tornio il quale mi permette lavoretti non troppo complicati.

Quello che occorre sono due barrette di delrin del diametro di 50mm e 300mm in lunghezza,  un anello adattatore che si adatti al diametro dell’obbiettivo della vostra videocamera (nel mio caso 37mm) e l’obbiettivo di un vecchio proiettore per diapositive..tutto reperibile su ebay..

Io ho preferito realizzare un adattatore in tre pezzi in modo tale da poter  inserire e disinserire per sfruttarlo anche su altri microscopi, come il mio cinese per esempio;

PEZZO N 1

partendo da una delle due barre di delrin i di 50mm di diametro e 300mm di lunghezza, ne ho tagliata una porzione di circa 120mm e ho inziato   ad asportare esternamente un pò di materiale, circa 0,5mm perchè il pezzo risultava un pò eccentrico, in questo modo l’eccentricità è stata eliminata. Fatto ciò ho proceduto   a  forare il centro per poi alesare il tutto portandolo al diametro desiderato 25mm in corrispondenza della base e 30,2mm verso la parte superiore…in tal modo viene a crearsi una scanalatura interna che permette l’inserimento di un eventuale diaframma qualora dovessereo esserci dei riflessi .

Solo in un secondo momento ho tornito l’esterno creando anche la coda di rondine per l’inserimento sul Photomicroscope Zeiss;

NB: nella figura in basso a sinistra si nota  che la coda di rondine non è stata realizzata al margine del pezzo ma è stato lasciato circa 1 cm di materiale, questo perchè nella lavorazione successiva, quando il pezzo dovrà essere inserito nel mandrino del tornio dall’altro lato, saremo sicuri che le griffe del mandrino faranno presa su questo eccesso che poi scarteremo altrimenti avremo vanificato tutto il lavoro della coda di rondine…NON DIMENTICHIAMO QUESTO PARTICOLARE.

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   In this iarticle  i show you how  you can adapt a simple camcorder to the microscope to get significantly higher results than those provided by common microscope cameras of dubious origin and whit results never sure! I have a little advantage by having a small lathe which allows me jobs not too complicated.What we need are two  of 50mm diameter and 300mm lenght delrin round bars, an adapter ring that fits the diameter of the objective of your camera (in my case 37mm) and the objective of an old slide projector…all available on ebay ..I preferred to make an adapter into three pieces so that they can be connected or disconnected to fit it on other microscopes, as my Chinese for example;

PART N 1:

starting from one of the Delrin rods 50mm in diameter and 300mm long, I cut a portion of about 120mm and I started to remove some outside material, about 0.5 mm because the piece was a little eccentric;  This way eccentricity is eliminated  and I proceeded to  drill the center all bring to the desired diameter 25mm to match the base and 30.2 mm to the top … so this creates an internal groove allows the inclusion of any diaphragm if there are light  reflections.Only later I turned the outside and also creating dovetail for inclusion on Photomicroscope Zeiss head;NB: in the figure below on the left you notice that the dovetail was not carried on the edge of the piece but i left about 1 cm of material, because in this further processing, where the piece will be inserted into the chuck of the lathe by other side, we are sure that the chuck jaws will hold on this excess, then discard otherwise we will destroy all the work of dovetail … DO NOT FORGET THIS.

PEZZO n 2

Il secondo pezzo del nostro raccordo prevede una lunghezza totale di 150 mm ed è formato da una base inferiore di 30,2mm di diametro che si inserirà nel pezzo 1, e una parte superiore che accoglierà il gruppo obbiettivo che vedremo più avanti

anche quì, il consiglio è quello di iniziare ad alesare l’interno lasciando un’apertura di 44mm di diametro e profonda 50mm come si vede nella seconda foto

PART n 2

Second piece is 150mm lenght and it has 

a lower base of 30.2 mm in diameter that will fit in  piece n. 1, and a top that  has an opening of 44mm diameter and 50mm deep as shown in second picture; in this opening you’ll fit the 3 piece (objective group)

Again, the advice is to start boring the piece.

PEZZO n 3 

L’ultimo pezzo prevede la creazione di un blocco da inserire nel pezzo2 e che possa ospitare l’obbiettivo del proiettore e l’anello filettato che avviteremo sulla videocamera; ovviamente ognuno dovrà crearlo della misura adeguata visto che non tutti gli obbiettivi da proiettori sono uguali.

  una volta creati tutti i pezzi sono passato ad inserire alcuni grani di fissaggio per l’anello filettato e per il blocco del secondo pezzo in modo tale da non regolare la parfocalità ogni volta che uso la telecamera.

PART n 3

The last piece is to create a block to fit in part 2 and can accommodate the lens of the projector and the threaded ring that screws on the camera;  obviously everybody should create the appropriate measure since not all objectives of  projectors are equal.

  Once all the pieces are passed you can use some  screws for locking ring and  second piece in order to  have always parfocality by camera and eyepieces!

Ecco una visione di insieme di tutto l’apparato..da notare che alla Sony hanno pensato bene di dotare questa telecamera della funzione webcam..in questo modo è possibile tenerla collegata contemporaneamente al televisore e al Pc il che rende possibile ottenere in tempo reale ad esempio le misurazioni dell’oggetto osservato ;

basta avere un software per misurazioni come ad esempio l’eccellente  MICAM che tra l’altro è gratuito ( http://science4all.nl/?Microscopy_and_Photography )

in basso sono riportati i link di alcuni filmati che ho girato di recente con questo trabiccolo!!!

Here you can see the adaptor ready to use..Please look like this Sony camcorder has a webcam function too..

this way you can connect it simultaneously to the TV and the PC and you can get ,for istance, real time measurement of sample observed..you need a software like exellent MICAM ( http://science4all.nl/?Microscopy_and_Photography )

links below are some of mine  taken whit this homemade system!

 links:

http://www.youtube.com/watch?v=tM5Wc2sDmc0

http://www.youtube.com/watch?v=tIW2rj4QRHY&feature=channel

http://www.youtube.com/watch?v=ZlRdQ3AHCpo&feature=channel

HOW TO MODIFY ABRIGHTFIELD OBJECTIVE IN A PHASE CONTRAST ONE

In questo articolo descrivo una personale esperienza circa la trasformazione di un obbiettivo per campo chiaro, in modo tale da poterlo utilizzare in Contrasto di fase..il Lomo apo 10x.

Questo ,come molti altri, possiede la lente posteriore proprio a portata di mano (fig.1) per cui inserire un anello di fase non dovrebbe essere un problema!

Tutti, gli obbietti di fase montano il proprio anello incollato tra le lenti del doppietto posteriore, indi si capisce che è operazione assolutamente sconsigliabile provare a fare modifiche in tal senso;

con l’aiuto di un tornio e un pennarello indelebile, invece è possibile disegnarlo direttamente sulla lente col vantaggio di avere un obbiettivo totalmente reversibile; infatti basta un pò di alcool per eliminare l’anello qualora non dovesse andare bene al primo colpo (e scommetto che succederà).

Per prima cosa avvolgiamo il barilotto con nastro adesivo e fissiamolo al mandrino del tornio..(fig.2  ); mandiamo il tornio al minimo dei giri e con il pennarello sfioriamo leggermente la lente; ripetiamo questo passaggio per due o tre volte fino ad ottenere un anello simile a quello della fig.3

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In this article I describe   mine experience around the transformation of an objective for brightfield,  into Phase Contrast one… the Lomo apo 10x. 

This  objective, has a big  back lens  (fig.1) , this way  insert a  phase ring, should not be a problem! 

All phase objective have own ring glued among the lenses of the back doublet, then it is understood that it is absolutely an unadvisable operation to try to do it; 

instead ,with  help of a lathe and a permanent CD marker,  it is possible  draw it  directly  on the lens with the advantage to have a  totally reversing objective; you need a few of alcohol to eliminate the ring if it didn’t have to be all right to the first hit (and I bet that it will happen). 

 First , fix the objective in the lathe chuck .. (fig.2); switch on the lathe to minimum speed and whit marker draw the ring on lens surface;  repeat this passage for two or three times; you’ll get someting similar to the fig.3 

Fig1: Lomo apo 10x

Fig.2: Obbiettivo fissato al mandrino

Objective fixed on  chuck lathe

Fig.: 3 Anello di fase disegnato

Painted  phase ring 

Ho provato questo obbiettivo sul microscopio cinese costruendo anche la mascherina di fase (vedi “Contrasto di fase a basso costo”) e svitando la lente superiore del condensatore…ecco alcuni esempi:

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I  tried this objective on my chinese microscope also building the mask of phase (take a look “contrasto di fase a basso costo” ) and unscrewing the upper lens of the condenser…

here some examples:

Immagini ottenute con l’obbiettivo trasformato

Pictures taken whit the  modified objective

Zeiss Nomarsi D.I.C. 160mm last version

Nel corso degli anni la Zeiss produsse tre configurazioni per il Contrasto Differenziale d’Interferenza (D.I.C.), l’ultima delle quali prevedeva (a differenza delle prime due) che ogni obbiettivo avesse il secondo prisma dedicato..quindi, non più un prisma unico bensì uno per ogni obbiettivo da inserire in un anello apposito avvitato sulla torretta (fig.1)!!!

Su ognuna di queste è indicato il tipo di obbiettivo a cui è dedicata.

Il condensatore, dal canto suo, non reca più i tre o quattro prismi, ma solo due che combinati con le slitte daranno un DIC ottimale a seconda dell’obbiettivo utilizzato..questo condensatore reca nella parte superiore la dicitura “T/S” ed è proprio questo marchio ad indicarne la produzione più recente.

Personalmente ho notato che è possibile combinare i prismi del condensatore con quelli dell’obbiettivo per avere risultati ottimi anche con obbiettivi con caratteristiche diverse da quelle indicate dalla casa madre

Ad esempio:

Zeiss Neofluar 25x e Zeiss planapo 25x:

utilizzare il prisma del condensatore “I” e la slitta DIC 100x

(l’unica slitta  prodotta da Zeiss per questo ingrandimento era dedicata al Plan Neofluar 25x multi immersion)

Obbiettivo cinese 10x, Zeiss neofluar 10x, e Lomo apo 10x, Planapo 10x Zeiss o altro:

utilizzare il prisma del condensatore “I” e la slitta da 40x

(non era prevista alcuna slitta per questo ingrandimento)

Obbiettivo 6,3x (il mio è uno zeiss Jena apochromat):

Ottengo un buon DIC con prisma del condensatore “I” e la slitta da 40x inserita sottosopra (fig.2).

(per questo ingrandimento è prevista la slitta “plan 6,3” ma ne sono sprovvisto).

Provate le vostre combinazioni

*****

In the past Zeiss manifactured three configurations for the Differential Interference Contrast of  (D.I.C.), in  the last one (third edition) there were single beam combining prisms for each objective to fit in a collar betwen objective and nosepiece. 

The condenser has only two prisms inside  that combined with the dic sliders they will give an optimal DIC in according to the  objective used.. this condenser has a T/S marked on upper surface whit white paint and  is really this mark to point out its most recent production. 

Personally I found that  is possible to combine the prisms of the condenser with  sliders to  have resulted excellent with objective with different characteristics. 

For instance: 

Zeiss Neofluar 25x and Zeiss plan apo 25x:

Prism condenser marked “I” and dic slider 100x 

(The only one DIC slider manifactured by Zeiss for this magnification was designed for Zeiss  “Plan Neofluar 25x multiimersion objective”) 

Chinese objective 10x, Neofluar 10x,  Lomo apo 10x, Zeiss or other Plan apo10x etc.: 

Prism condenser marked “I” and dic slider 40x 

(No original slider for this magnification) 

Objective 6,3x (mine is a Zeiss Jena apochromat): 

I get a good DIC with Prism condenser marked “I” and dic slider 40x fitted upside-down (fig.2). 

(for this magnification  “plan 6,3x” slider available but i’have not one ).

please try your combinations

Fig. 1 Singoli prismi per ogni obbiettivo

Single beam combinino prisms

Fig.2 prisma da 40x sottosopra per obbiettivo da 6,3x

upside-down 40x prism for 6,3x objective

Giudizio strettamente personale sui miei obbiettivi in combinazione con il suddetto sistema Interferenziale,

espresso su immagini visuali attraverso oculari Zeiss 10/20:

personal judgment of some objectives in my Nomarski system  by  visual images through  10/20 eyepieces

-Zeiss Jena apo 6,3x:                       effetto DIC di discreto livello

-Lomo apo 10x:                               effetto DIC  di buon livello

-Acromatico cinese da 10x:             effetto DIC presente ma eccessivo   cromatismo

-Zeiss Neofluar 16x ph2 :                buon effetto DIC considerando la presenza dell’anello di fase

-Zeiss Jena Apo 16x:                        Eccellente DIC- immagini molto contrastate

-Zeiss Neofluar 25x:                         DIC di buon livello

-Leitz NPL Fluotar 25x ph2             DIC di livello inferiore causa anello di fase

-Zeiss Planapo 25x                            Ottimo DIC

-Cinese acromatico 40x:                     Discreto DIC considerando l’aberrazione cromatica.

-Zeiss Neofluar ph2 40x:                    Effetto DIC presente ma immagini povere di contrasto, causa anello di fase.

-Lomo apo 40x:                                  Effetto DIC di buon livello se esso viene montato senza adattatore da 12mm. Se presente questa prolunga, l’area di oscuramento dell’immagine viene sensibilmente ridotta.

-Zeiss Plan apo 40x oil:                       DIC superbo   

-Lomo apo 60xoil                                Effetto DIC leggermente presente –oscuramento scarso

-Cinese acromatico 100x:                    Effetto DIC lieve – oscuramento scarso

-Zeiss Neofluar 100x ph3:                   Da evitare per osservazioni in DIC

-Leitz NPL FLuotar 100x:                   Effetto DIC presente ma oscuramento parziale

Zeiss Planapo 100x                              DIC eccellente

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- Zeiss Jena apo 6,3x:                             fair level DIC effect 

- Lomo apo 10x:                                      good level  DIC effect 

- Achromatic Chinese from 10x:             effect DIC present but excessive chromatism 

- Zeiss Neofluar 16x ph2:                      good  DIC effect considering the presence of the   phase ring

- Zeiss Jena Apo 16x:                             Excellent DIC – images whit high contrast 

- Zeiss Neofluar 25x:                               good level DIC 

- Leitz NPL Fluotar 25x ph2:                   DIC of level inferior because phase ring 

- Zeiss Planapo 25x                                Good DIC  

- Achromatic Chinese 40x:                     fair DIC considering the chromatic aberration. 

- Zeiss Neofluar ph2 40x:                       Effect DIC present but  images poor  of contrast, because phase ring. 

- Lomo apo 40x:                                     Effect DIC of good level if it is fitted on without  12mm adapter, otherwise  darkned area  of the image will be sensitively reduced.

- Zeiss Plan apo 40x oils:                       Superb DIC     

- Lomo apo 60xoil                                   DIC effect a little present – scarce darkned area 

- Achromatic Chinese 100x:                   a little DIC effect – scarce darkned area

- Zeiss Neofluar 100x ph3:                   To avoid for  DIC  observations

- Leitz NPL FLuotar 100x:                       Effect DIC fair but partial darkned area 

Zeiss Planapo 100x                                excellent DIC 

Tra gli accessori per il Contrasto differenziale erano disponibili alcune lamine compensatrici con le quali era possibile ottenere uno sfondo colorato invece del solito grigio;

tali accessori oltre che costosi sono molto rari da trovare, per cui conviene trovare soluzioni alternative molto più economiche…:

si prenda un vetrino portaoggetto  e vi si incollino sopra due striscette di nastro isolante trasparente facendo attenzione a non lasciare delle bolle all’interno;

su un secondo vetrino si incollino quattro strisce di nastro; su un terzo vetrino otto strisce e così via provando anche ad intrerporre tra i vari strati anche una striscia di Cellophane.

Tali vetrini posti sull’ illuminatore daranno dei colori dello sfondo molto diversi e gradevoli;

anche con la semplice luce polarizzata vanno benissimo (vedi sotto).

*****

 For  Differential Contrast  were available some lambda plate compensator with which  was possible to get a colored background instead of the usual grey; 

Now  they are very rare  to find and  expensive, for which it is worthwhile to find more economic  solutions…: 

In a glass, you  glue  above two strips of transparent  ribbon; 

on a second slide you  glue four strips of ribbon; on a third slide eight strips etc. you can try also to put between the various layers a Cellophane strip. 

place these slides on illuminator; they will give some colors of  background  very different and pleasant; 

also with the simple polarized light they work very well (you see under). 

Lamine compensatrici autocostruite

Homemade compensator

Effetti diversi con differenti lamine

Some effects of compensators

Note

Note

Tutte le prove effettuate si basano sull’utilizzo dell’ultimo dei tre sistemi DIC Zeiss 160mm.

So che anche altri obbiettivi funzionano egregiamente, ad es il Leitz NPL FLuotar 50x/oil;

 fantastiche immagini di diatomee riprese con questo obbiettivo, possono essere osservate al link in basso:

This test is based on last version of Zeiss Nomarsi DIC 160mm!

I know that there are other objectives that give a good DIC images, like Leitz NPL FLuotar 50x/1.0 oil.

Please see here for very good pics taken whit it.

http://www.microthele.it/micro/immagini/kemp/kemp.htm

 obbiettivi e mezzi di montaggio a confronto

Personalmente considero le diatomee (dette anche Bacillarioficee) quanto di meglio il mondo microscopico abbia da offrirci.

Molte delle caratteristiche di queste alghe, ci vengono rivelate solo mediante utilizzo di sistemi ottici capaci di alte aperture numeriche (vedi nota alla fine), e di elevati ingrandimenti nonché di un’ ottima correzione (cromatica in primis);

non a caso,  le diatomee vengono utilizzate come test per verificare la bontà ottica degli obbiettivi;

Chi mastica un po’ di microscopia, avrà sicuramente appreso che esistono vari tipi di obbiettivi: acromatici, fluorite (o semi apo), apo, semi planari planari etc.

A mio avviso, per  l’osservazione delle minuscole strutture delle diatomee, il parametro che più  interessa è quello della correzione cromatica;

questa indirettamente è legata alla risoluzione..più un obbiettivo è corretto, migliore sarà il risultato finale…ecco perché:

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RESOLUTION TEST ON DIATOMS 

 objectives and mountant medium comparison 

The diatoms (said also Bacillarioficee) are perhaps best subject in the microscopic world. 

A lot of the characteristics of these algas, are revealed only  through use of optic systems whit maximum  numerical aperture ( see note ), and high magnifications as well as good correction (chromatic in first);

The diatoms  are often  used as test in order to verify the optical goodness of the objectives; 

Who know someting in microscopy science,   it know that there are many kind of objectives: achromatic, fluorite (or semi – apo), apo, semi-plan plan etc. 

To observe  the smaller structures of the diatoms, the parameter that more it interests  is  chromatic correction;  

indirectly this is tied up to the resolution.. more cromatically correct is an objective,  best it will be the final result …here because:

I limiti degli obbiettivi

Prendiamo in considerazione due obbiettivi :

apocromatico 100x 1,30 A.N.

acromatico     100x 1,30 A.N.

Essi, nonostante una differenza di prezzo fuori da ogni logica, sembrano avere le stesse caratteristiche per quanto riguarda il potere risolutivo (vedi nota sotto) , e questo potrebbe anche essere vero.

Ma se si osserva per un attimo la formula del potere risolutivo (fig.1),

*****

Limits of objectives

Consider now two objectives: 

apochromatic 100x 1,30 A.N. 

achromatic     100x 1,30 A.N. 

they seem to have the same characteristics for the resolution power, and this could be also true. 

But if you observe for an instant the resolution power formula (fig.1),

λ                              λ

———-   ≥   d   ≥    ———–

n  sin u                    2n  sin u

λ= lunghezza d’onda della luce che è 0,546 micron

 il luce verde monocromatica

                                                                                     d= potere risolutivo dell’obbiettivo

                                                                               n sin u = apertura numerica dell’obbiettivo

                                                                                      Fig.1:  Formula del potere risolutivo

                                                                                                Resolution power formula

si intuisce che il potere risolutivo è direttamente proporzionale ad A.N.(vedi note in basso) e inversamente proporzionale alla lunghezza d’onda della luce (λ)!

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you realize that resolution power is directly proportional to A.N. and inversely proportional to the wavelength of the light (λ)!

Il filtro blu

Per diminuire λ , il metodo più semplice è quello collocare nel portafiltri del condensatore o sull’illuminatore, un filtro blu molto denso (fig.2).

In questo modo si ottiene una straordinaria risoluzione dell’immagine che mostra particolari prima invisibili (fig.3).

ATTENZIONE: questa regola vale, però, solo per obbiettivi corretti per tali lunghezze d’onda, quindi apocromatici e fluorite!

Se si prova infatti ad utilizzare un filtro blu con un acromatico, i risultati saranno disastrosi;

questi ultimi vanno bene  con filtri di colore verde aumentando anche il contrasto generale dell’immagine.

In definitiva, ecco perché i due obbiettivi del nostro esempio, pur avendo medesime caratteristiche di ingrandimento e  A.N., nascondono differenze nella capacità risolutiva!

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A blue filter

To decrease λ ,  simplest method is  to put in the filter holder  or on the illuminator, a very dense blue filter (fig.2). 

 this way you have extraordinary resolution of the image that shows particulars invisible before (fig3). 

ATTENTION: this is true only for objective correct for blue wave lenght, like apochromatic and fluorite lens! 

If you use a blue filter in combination whit an achromatic one, the results  will be disastrous; 

achromatics work very good with green  filters, increasing the general contrast of the image. 

In conclusion, here because two objectives of our example, also having same characteristics of magnification and A.N., they hide differences in the resolution power! 

Fig.2: Filtro blu 

Blue filter

Fig. 3

Frustulia romboides ripresa senza filtro blu in alto e con filtro blu in basso

Frustulia romboides whitout blue filter upper image, and whit this filter (under image) 

Tutto  ciò è abbastanza, se si parla di obbiettivi con A.N. inferiore ad 1.0; se utilizziamo un obbiettivo ad immersione

è chiaro che la sua straordinaria apertura, per offrirci il massimo potere risolutivo, deve essere accompagnata da un’ apertura altrettanto generosa del condensatore;

sarebbe un delitto, infatti utilizzare un planapo  magari da 60x con A.N. 1,40 con un condensatore da A.N. 0,90, perché i dettagli più fini non sarebbero visibili…

un condensatore, invece, con la medesima apertura dell’obbiettivo, o poco meno e con la lente superiore immersa anche  in olio (immersione omogenea) darà un cono di luce maggiore che porterà con se un maggior numero di dettagli!

*****

All  this is ok if you use  objectives with A.N. lower than  1.0; if we use an immersion objective, because its extraordinary A.N. you need an oil immersion condenser whit biggest numerique aperture. 

 it would be a crime, to use  a planapo  60x with A.N. 1,40 in combination with a condenser from A.N. 0,90, because the finest details would not be visible… 

a condenser, instead, with the same opening of the objective whit top lens oiled too (homogeneous immersion) will give a cone of  light greater, that brings with it a greater  number of detail!

Ecco alcune immagini del  confronto di obbiettivi con diversa correzione:

Here some picture of the comparison of objectives with different    correction:

Obbiettivo cinese acromatico 10x

Chinese achromatic objective 10x 

Lomo apo 10x

Lomo apo 10x

Zeiss Neofluar 16x ph2

Zeiss Jena Aphocromat 16x

Zeiss Neofluar 25x

Zeiss planapo 25x

Navicula lira

Obbiettivo acromatico cinese 40x

Zeiss Neofluar 40x ph2

Lomo apo 40x

Zeiss plan apo 40x/1.0 oil

I mezzi di montaggio

Mountant

Oltre alle ottiche del microscopio, bisogna tenere conto anche del mezzo di montaggio in cui si trova immerso il campione da osservare; esso influisce molto sul contrasto dell’immagine e quindi sulla sua qualità generale.

*****

Another thing you need to get  good result, is a good  medium between glass and coverglass from which depend contrast and final quality of image.

L’indice di rifrazione

“Indicato con “n” esso rappresenta il fattore numerico che indica di quanto una radiazione (la luce nel nostro caso) viene rallentata rispetto alla velocità nel vuoto, quando questa attraversa un materiale”.

Consideriamo ora vari mezzi di montaggio e il relativo indice di rifrazione, come ad esempio: acqua n= 1,33; balsamo del canada n= 1,51; Zrax n=1,70 (ca); L’aria benchè non sia un liquido, consideriamola comunque un mezzo di montaggio la sua n= 1,0.

Osserviamo  la foto in basso (fig 1):

*****

The refractive index (or index of refraction) of a medium is a measure of how much the speed of light (or other waves such as sound waves) is reduced inside the medium. 

We now consider various means of mountants and the relative index of refraction, as for instance: water n = 1,33;  canada balsam n = 1,51; Zrax n=1,70 (ca); In the air  “n” = 1,0 . 

 now observe the photo  below (fig.1): 

Fig.1   descrizione nel testo

Notare come la bacchetta di vetro appare diversamente se immersa in diversi mezzi (rispettivamente da sin. Acqua , balsamo del canada, Zrax) e come nel flaconcino centrale sembra quasi sparire proprio perché il balsamo ha un “n” vicinissimo a quello del vetro.

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Look like glass bar in central bottle (respectively from left. Water, Canada balsam, Zrax)  seems to disappear really because the Canada balsam has  “n” near to that of the glass. 

Nota

Note

-Potere risolutivo di un obbiettivo: è la capacità di distinguere separatamente due punti molto vicini tra di loro.

  Resolving power is the ability of the objectives to measure the angular separation of the points in an object.

-A.N.: (Apertura numerica) è una misura espressa in gradi del semiangolo, del più ampio cono di luce, con vertice sull’oggetto, che entra nell’obiettivo e contribuisce a formare l’immagine.

Numerical aperture (NA) of an optical system is a dimensionless number that characterizes the range of angles over which the system can accept or emit light. The exact definition of the term varies slightly between different areas of optics.

-Alcuni montanti come Zrax (creato apposta per diatomee o radiolari) ad esempio se utilizzati in contrasto di fase provocano un’ inversione del contrasto stesso: se si è equipaggiati, ad esempio, con contrasto di fase positivo il campione apparirà come se osservassimo in contrasto di fase negativo e viceversa.

Some mountant medium  as Zrax (created  for diatoms or radiolaria) for instance if used in Phase contrast they give an inversion of the contrast: if you are equipped, for instance, with positive Phase contrast the sample will appear as if you observe in negative Phase contrast…….. and viceversa. 

-Per la pulizia delle diatomee vedere qui :

 To clean the diatoms please see here:

 http://www.microthele.it/micro/micro.htm

-         Per acquisto di zrax o campioni di diatomee vedere qui:

-         To buy diatoms sample and Zrax see here:

http://otticaturi.it/set-ottica.htm

-         cliccando il link in basso è possibile accedere ad una miniera di informazioni circa gli obbiettivi e la microscopia in genere.

-         Clic on link below to get a lot informations in microscopy science.

http://www.funsci.com/fun3_it/sini/mo/mo.htm

Low cost Phase contrast

Una volta sfruttate le potenzialità del nostro strumento, prima o poi verrà a tutti, anche solo per curiosità, la voglia di provare almeno una delle tecniche di osservazione di alto livello..ad esempio il contrasto di fase!

Questa tecnica permette l’osservazione di oggetti o organismi incolori, e quindi invisibili con il normale campo chiaro, aumentandone considerevolmente il contrasto.

Esso normalmente si realizza mediante particolari condensatori a torretta (fig.1) che contengono all’interno una serie di aperture anulari dette “anelli di fase”i quali lasceranno passare solo un fascio di luce, appunto anulare!

 Fig.1: Condensatore a torretta per c.di fase

 Turret phase condenser

 Once exploit the potentialities of our scope, sooner or later will come to everybody, the desire to try at least one of the high-level  techniques.. for instance the   phase contrast! 

This technique allows the observation of colorless objects or  organisms, and therefore invisible with the normal brightfield,  increasing considerably the contrast of it. 

It normally realizes  through particular turret condensers (fig.1) that  contain  inside a series of anular openings  said “  phase rings ” which will  pass only an anular light beam!

  L’anello di luce dell’anello di fase , deve essere sovrapposto a quello di obbiettivi speciali detti appunto “obbiettivi di fase” riconoscibili per la sigla Ph (solitamente di colore verde o rossa i più vecchi) riportata all’esterno (fig.2,3)!

Da tutto ciò appare chiaro che l’equipaggiamento del contrasto di fase e tuttaltro che economico soprattutto se acquistato nuovo, per questo motivo indicherò un sistema per ottenerlo senza clamorosi esborsi!

Per gli obbiettivi di fase non credo si possa fare molto; poiché prevedono l’inserimento di un anello metallico molto  sottile di solito incollato tra le due lenti posteriori con precisione micrometrica, conviene acquistarli, magari usati su aste online e non necessariamente di marca, escludendo anche quelli ad immersione in olio…per ora;

con un po’ di fortuna si portano a casa con pochi Euro.

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The  light of the  phase ring, must have overlapped to rings of   special objectives said “phase objectives” with Ph abbreviation (usually of green or red color  ) printed on the barrel (fig.2,3)! 

obvously  the equipment of the  phase contrast  is not economic especially when new,  for this motive I will point out a way  to get it without high disbursements! 

For phase objective I don’t believe can be done a lot;

 since they got a built-in thin metallic ring usually glued among the two back lenses with micrometric precision , it is worthwhile to purchase them, even used on auctions online and not necessarily of brand; 

if you are lucky you can get them for few Euro.

Fig.2: Anelli di fase non allineati

Phase annuli not aligned 
 

Fig.3: Anelli di fase perfettamente allineati

Phase annuli perfectly aligned

Costruiamo le mascherine anulari

Make yourself the phase rings

Le mascherine invece è possibile autocostruirsele:

Prendiamo il solito pezzo di cartoncino e il compasso e come per il campo oscuro (vedi dietro) ricaviamo un dischetto più piccolo per ottenere alla fine qualcosa come in fig.4.

Questa volta bisognerà fare molti tentativi prima di raggiungere lo scopo anche perché, come mostrato in fig.3, l’anello scuro deve contenere al suo interno l’anello luminoso, per cui è richiesta la massima precisione!

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Make yourself the condenser phase rings is possible: 

 take the usual piece of cardboard and the compass and as for the dark field (you see behind)  draw a smaller disc to get  something as in fig.4. 

This time will need to make many attempts before also reaching the purpose because, as shown in  fig.3,  the brigth ring is inside the dark one, for which it need  maximum precision.

Fig.4: Anelli di fase autocostruiti

Homemade phase rings 

Nota:

Note

In generale possiamo dire che esistono due tipi di contrasto di fase: il positivo e il negativo; il primo mostra il campione più scuro rispetto allo sfondo più chiaro; il secondo esattamente il contrario.

Alcune case (Zeiss Jena) producevano in passato condensatori e obbiettivi con due anelli di fase, indicati con PhV( V= variable), che permettevano il passaggio rapido dall’uno all’altro metodo..

Altre case invece (Swift) al posto degli anelli utilizzavano una croce che aveva il vantaggio di andar bene con tutti gli obbiettivi..

La Leitz, dal canto suo, produceva in passato il Condensatore di Heine (fortunato chi lo possiede) il quale permetteva di variare le dimensioni dell’anello di fase , semplicemente abbassando il gruppo di lenti tramite un pignone, arrivando anche al campo oscuro.

Benché io possieda un microscopio perfettamente progettato per il contrasto di fase, a volte mi diletto nel “fai da te”. Le mascherine in fig.4 funzionano ottimamente sul mio cinese che monta un condensatore di Abbe da 1,25 A.N….tuttavia mi è risultato tutto più semplice svitando la lente superiore del condensatore (fig.5) riuscendo ad ottenere un ottimo contrasto di fase anche per obbiettivi ad immersione.

Per osservare e centrare gli anelli di fase è necessario una lente di Berthrand o un telescopietto di fase che si trova sul web di tanto in tanto a prezzi modici….tuttavia non è impossibile centrare gli anelli anche senza questi ausili!

Poiché le dimensioni degli anelli di fase vanno cercate per tentativi e a volte non si sa da dove cominciare, inserisco qualche valore riferito alle misure della migliore delle mascherine che utilizzo purchè il tutto venga preso con una certa approssimazione perché non tutti i condensatori e gli obbiettivi sono uguali;

valori riferiti agli anelli su obbiettivi:                               

Zeiss Neofluar 40x ph2 e 100x ph3 e Leitz NPL Fluotar 25x ph2(fig.6) :

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There are two types of phase contrast: positive and  negative ; the first show the sample darkened on bright background; the second (negative ph) exactly the contrary. 

Some factory (Zeiss Jena)  produced in past condensers and objective with two phase rings, marked PhV (V = variable), that  allow the rapid passage from  positive to negative phase contrast.. 

 Swift instead the rings  used a cross, one for all objectives! 

 Leitz, in th past manifactured Heine condenser (you’re lucky if you got one of this)) which allowed to vary the dimensions of the phase ring, simply moving the group of lenses whit a pinion. 

Although I got a  microscope for Phase contrast capabilities, sometimes I like home made work. Phase rings in fig4 are excellent  on my chinese scope whit its   Abbe condenser whit 1,25 A.N…. nevertheless results me everything simplest unscrewing the upper lens of the condenser (fig.5) succeeding in also getting a good  phase contrast for immersion objectives. 

To centering Both fase rings ,you need of a Berthrand lens or Phase telescope, this often  came on web auctions to low price..

It’s also possibile,but more difficult, to centering phase rings whitout this!

Since the dimensions of the rings of phase must be looked for for attempts and sometimes  you don’t know from where to start, i insert some  value to the measures of the best of the phase annuli that I use, but please take it with a certain approximation because not all the condensers and the objectives are equal; 

values reported to the rings on objective:        

     Zeiss Neofluar 40x ph2s and 100x ph3 and Leitz npl fluotar 25x ph2 (fig.6):

 Fig.5: Condensatore di Abbe

Abbe condenser

Fig.6: Valori riferite agli anelli di fase

values reported to the phase rings

Più risoluzione dal contrasto di fase!

More resolutions for phase contrast!

Come abbiamo visto il contrasto di fase aumenta la visibilità dei campioni non colorati, a volte in maniera drammatica, ma non ha alcun effetto sulla risoluzione…come migliorarla allora?

Contrasto di fase a 180°

Se invece di un anello di fase completo (fig.6) si immagina di coprirne metà o un quarto, magari sovrapponendo un’altra striscia di cartoncino e in modo da ottenere attraverso l’oculare di fase qualcosa come la fig.7,si ha un leggero ma sensibile aumento della risoluzione;

provare per credere!!

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As we have seen the phase contrast   increas a lot  the contrast of the  colorless samples,  but it   have no effect on the resolution…how to improve it? 

180° Phase contrast

If instead of a complete ring of phase (fig.6) you cover half  or a quarter of it , even overlapping another strip of cardboard in order to get through the phase telescope something as the fig.7, you get sensitive increase of the resolution; 

try it to believe!!

Fig.7: Anello di fase parzialmente coperto

 Phase ring  partially darkened

Ecco alcuni esempi:

Navicula cuspidata Zeiss neofluar 40x ph2

Contrasto di fase convenzionale                                 

Normal Phase contrast

 Navicula cuspidata Zeiss neofluar 40x ph2

Contrasto di fase a 180°

180° Phase contrast

Cymbella aspera   Leitz npl fluotar 25x ph2

Contrasto di fase convenzionale

Normal Phase contrast

 Cymbella aspera   Leitz npl fluotar 25x ph2

Contrasto di fase a 180°

180° Phase contrast

                            Oblique illumination

L’illuminazione obliqua è una variante del campo chiaro che si realizza mediante striscette di varie forme (fig.1) poste al di sotto del condensatore in modo tale da coprire metà della lente inferiore dello stesso;

ciò provoca un’alterazione del fascio di luce che illuminerà il campione solo da un lato creando un gradevole effetto rilievo (fig.2)

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The oblique illumination is a variation of brightfield that realizes through various forms of dark plastic sheets  (fig.1) set below the condenser in such way to cover half the bottom lens of the condenser; 

this way you got an alteration of the light path and samples will be visible whit a good reliev effect (fig.2) 

Questo sistema permette, inoltre, di aumentare notevolmente il potere risolutivo dell’obbiettivo;

perché l’effetto sia di massima intensità è necessario che il condensatore sia alla massima altezza e il suo diaframma completamente aperto.

Ecco un esempio della Amphipleura pellucida e Pinnularia nobilis completamente risolte (fig.3 e 4 )

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This system make possible to increase the resolution of the objective; 

To have best effect it need  maximum height  of condenser and its diaphragm completely open. 

See below (fig.3 & 4 )  an example of the pellucida and pinnularia completely resolved.

Fig.3:  Amphipleura pellucida 1250x ill. obliqua

Amphipleura pellucida 1250x oblique illum.

Fig.4: Dot in Pinnularia nobilis 2000x ill.obliqua

Pinnularia nobilis dot.2000x oblique illum.

Nota:

Note:

In passato un’ azienda russa produceva e forse produce ancora ,condensatori speciali ad alta apertura numerica (A.N.) dedicati all’illuminazione obliqua i quali permettevano anche la visione in campo chiaro e campo oscuro. Non è difficile imbattersi in uno di questi su internet e quindi avere la possibilità di portarsi a casa un accessorio di reale utilità ad un costo accettabilissimo!!!

E’ possibile combinare anche l’illuminazione obliqua con la polarizzazione, tenendo i polarizzatori parzialmente incrociati..si avrà un’immagine con uno sfondo più uniforme!

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In past a Russian firm produced  special condensers with high  A.N. for the oblique illumination which they also allowed brightfield and darkfield too. Don’t be difficult to come across  one of these on internet and therefore to have the possibility to have an accessory of reality utility to an acceptable cost!!!

It’s possibile to combine oblique illumination whit polarization whit polarizers not fully crossed..this way you’ll get a good uniform background illumination at rasoneable price!

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C.O.L. è l’acromimo di “Circular Oblique Lighting” tradotto illuminazione obliqua circolare ed è un’estensione dell’illuminazione obliqua;

La differenza vera rispetto a quest’ultima, è che il campione riceve il fascio di luce, non più da un lato soltanto ma da ogni lato, a 360° quindi!

Come per il campo oscuro, per realizzare questo sistema è necessario ritagliare un disco opaco da piazzare nel porta filtri del condensatore..

Il suo diametro deve essere, almeno sul mio microscopio,   circa 5-7 mm inferiore rispetto alla dimensione del portafiltri in modo da ottenere qualcosa come la fig.1  ,comunque si facciano dei tentativi.

Osservando un campione (ad esempio una diatomea) si aprano al massimo i diaframmi e si muova in su e giù il condensatore fino a quando la macchia nera dovuta alla presenza del disco, non scompaia!

Adesso il campione apparirà come staccato dallo sfondo con un incredibile effetto rilievo (vedi foto sotto)!

Come per l’illuminazione obliqua questo sistema permette di ottenere il massimo potere risolutivo dell’obbiettivo!

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C.O.L. (Circular Oblique Lighting) is an extension of the oblique illumination; 

The  difference is that the sample receives the light beam, not more from a side only but from every side, to 360° ! 

As for  dark field, to realize this system is necessary to cut out an opaque disc to place in the condenser filter holder  .. 

Its diameter has to be, at least on my microscope, around 5-7mm smaller to the   filter holder dimension in order to get something as the fig.1. 

By observing a sample (a diatom for istance), with  diaphragms tally opened, move up and down the condenser  until black area disappear! 

Now you will seediatom with an unbelievable effect relief (see photos)! 

As for the oblique illumination this system allows to get the maximum resolution power of the objective! 

Fig.1:

Dimensione del diso opaco rispetto al portafiltri.

Considerare che l’area bianca è in realtà trasparente.

Dimension of the opaque disc in comparison to filter holder diameter;

Take into consideration  that the white area is a transparent area.

Cellule del sangue riprese rispettivamente con obbiettivi Zeiss Neofluar 16x e 25x C.O.L.

Blood cells taken whit Zeiss Neofluar 16x and 25x objectives and C.O.L.

Cellule della mucosa boccale – Zeiss Neofluar 25x C.O.L.

Buccal cells – Zeiss Neofluar 25x C.O.L.

Cymbella aspera ripresa rispettivamente C.O.L. e Campo chiaro – Zeiss Neofluar 25x

Cymbella aspera pics gotten with C.O.L. and Brightfield – Zeiss Neofluar 25x

Darkfield

Quella del campo  oscuro è una tecnica che permette la visione del campione o particolari di esso, come luminosi su uno sfondo oscuro ( fig.2).

Ciò avviene perché i raggi di luce anzicchè attraversare il campione lo investono lateralmente e a 360°, per cui nel tubo del microscopio entreranno solo i raggi diffratti dal campione.

Esso si realizza mediante particolari condensatori di luce che comunque sono molto costosi, ma qui mostrerò una scorciatoia economica che funziona bene con obbiettivi di bassa e media potenza.

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Dark field is a technique that allows your samples or particular of it,  on a dark background (fig. 2). 

This  because the beams of light reach the sample on sideways to 360°, therefore in the tube of the microscope  will enter only the rays diffracted from the sample. 

It realizes  through particular condensers of light and they are very expensive, but here I will show an economic way to get good darkfield with of little or medium magnification objectives.

Fig.1: Cymbella aspera c.chiaro 250x

Cymbella aspera  brightfield

Fig.2: Cymbella aspera c.oscuro 250x

Cymbella aspera darkfield

Un semplice filtro

                                               A simple filter 

Tutto quello di cui abbiamo bisogno, è una striscetta di cartoncino diciamo 5cm x 3cm e un compasso con doppia punta.

Le dimensioni del disco vanno cercate per tentativi e per ogni obbiettivo, ma c’è un metodo ,seppur approssimativo per calcolarle:

-ammettiamo di voler lavorare con un obbiettivo da 10x;

selezioniamolo ruotando la torretta, togliamo l’oculare e osserviamo all’interno del tubo, apriamo o chiudiamo il diaframma del condensatore(che deve essere alla sua massima altezza) fino a quando  i suoi bordi non raggiungono i margini del campo visivo (sempre senza oculare);

a questo punto guardiamo il condensatore e prendiamo la misura dell’apertura lasciata dal diaframma (fig.3).

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 what you need:  a strip of cardboard of 5cm x 3cm and a compass with double point. 

The dimensions of the disk must be looked for for attempts and for every objective, but there are a method,  to calculate it. 

we acknowledge to want to work with a 10x objective;

select it,  remove the ocular  and observe inside the empty tube,  move the diaphragm of the condenser up to when it to sweep to the edges of the visual field (always without ocular); 

then take a  look to the condenser and  take the measurement of the opening left by the iris  diaphragm (fig.3).

Fig.3 : apertura del diaframma del condensatore

            Condenser diaphragm opening

Supponiamo che l’apertura sia di 20mm!

Prendiamo il compasso e apriamolo esattamente a metà del valore trovato (nel ns. caso 10mm), fissiamo la striscetta ad esempio su una tavoletta e dopo aver fissato il compasso come in fig 4 ruotiamo lentamente la striscetta fino a quando il dischetto non viene tagliato via.

Ritagliamo dall’altro lato un disco più grande di 3 o 4 mm e inseriamo in quest’ultima apertura il primo dischetto e fissiamo il tutto con nastro adesivo; avremo cosi qualcosa di simile alla fig.5

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Now suppose that the opening is  20mm! 

 take the compass and  open it exactly  to half the found value (in the ns. case 10mm),  fix the strip on a tablet and after having fixed the compass as in fig 4 we slowly rotate the strip up to when the little disc doesn’t come cut away. 

We cut out from the other side a greater disc of 3 or 4 mm and  insert in this hole the first disc; we will have  something similar to the fig.5

Fig.4: posizione del compasso sulla striscia

Compass on the strip

Fig.5: mascherina finale

final filter

…ottenuto questo inseriamo il tutto sotto il condensatore e centriamolo un po magari alzando e abbassando il condensatore stesso!

Questo sistema va benone con obbiettivi a basso e medio ingrandimento, diciamo fino al 25x inoltre, scentrando un po’ il dischetto,  permette anche di ottenere una sorta di illuminazione mista  con risultati davvero suggestivi.

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… gotten this filter, insert it under  the condenser and center it until you have a good darkfield. 

This system is very good with low and medium magnifications objectives , no more than  25x; therefore, placing off axis the disc you can get  a sort of mixed illumination with suggestive results.

Nota: il condensatore acromatico aplanatico A.N.1,40 del  Photomicroscope Zeiss  permette di arrivare ad usare straordinariamente anche obbiettivi da 40x a secco purchè esso sia immerso in olio!

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Note: the achromatic aplanatic condenser  A.N.1,40 of the Photomicroscope Zeiss allows me to  use   40x  dry objective too, but it need immersion oil.

    Possiamo anche realizzare dischetti di vario colore,  che non devono essere opachi e quindi impenetrabili dalla luce, bensì trasparenti ma dal colore molto molto pieno.

Si può realizzarli sovrapponendo lamine di plastica trasparente colorata (quella che si usava per foderare i libri) o qualcosa di simile..in questo caso lo sfondo non sarà più nero ma prenderà il colore del filtro….ad esempio blu (fig.6)!!

Se ancora , al posto del nastro trasparente che circonda il disco visto in fig.5, ne usiamo uno rosso ,otterremo il campione colorato di rosso su uno sfondo blu…

Ricordarsi che il disco centrale determina il colore dello sfondo mentre l’area attorno ad esso che lascia passare la luce, determina il colore del campione!!

Chi è intressato faccia una ricerca su internet alla voce “illuminazione di Rheinberg”

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    We can also realize discs of various color, that don’t have to be opaque but transparent but of  very dense color. 

It can be realized overlapping coloured and transparent plastic sheets,  this way the background will take the color of the filter…. for instance blue  (fig.6)!! 

If you  replace  the transparent ribbon that surrounds the disc seen in fig.5, for istance with  a red one , you will get a colored sample of red on a blue background… 

Remember  that the central disk determine the color of background  while the area around it, that allows to pass the light, will determine the color of the sample!! 

Who is very entusiast of this metod ,please take a look to “illumination of Reinbergh” on the web. 

Fig.6: particolare zampa di ape ottenuta con disco centrale blu

leg of bee gotten with bluecentral disc