Aus Lexikon der Kunststoffprüfung
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Tiefenschärfe Mikroskop (Schärfentiefe)

Mikroskopische Methoden

Zur Charakterisierung der Struktur und Morphologie von Kunststoffen werden in der Kunststoffprüfung und Diagnostik die Methoden der Licht- und Elektronenmikroskopie eingesetzt. Dabei werden die nachfolgenden Untersuchungsmethoden bevorzugt verwendet:

Die optische Leistungsfähigkeit von Mikroskopen wird durch die folgenden Parameter charakterisiert [1]:

Die Schärfentiefe

Die Schärfentiefe T eines Mikroskops ergibt sich aus der Beleuchtungsapertur α und dem Auflösungsvermögen δ (siehe Bild 1), nach [2, 3]:

Tiefenschaerfe1.jpg

Bild 1: Zusammenhang zwischen Beleuchtungsapertur α und dem Auflösungsvermögen δ eines Mikroskops


 tg \alpha = \frac{\frac{\delta}{2}}{\frac{T}{2}}=\frac{\delta}{T}; T=\frac{\delta}{\alpha} (1)

mit

 \delta = \frac{\lambda}{n \cdot sin \alpha}


ergibt sich für n = 1 und kleine Werte von α:

 T = \delta \cdot \sqrt{\frac{2}{\lambda^2}-1} (2)

Zusammenhang zwischen Schärfentiefe, Förderlicher Vergrößerung und Auflösungsvermögen

Die Beziehungen zwischen förderlicher Vergrößerung Vförd, Auflösungsvermögen δ und Schärfentiefe T sind in Bild 2 für Rasterelektronenmikroskope (Apertur 10-2 bzw. 10-3) und Lichtmikroskope angegeben (nach [2, 3]).

Tiefenschaerfe2.jpg

Bild 2: Zusammenhänge zwischen Schärfentiefe T, förderlicher Vergrößerung Vförd und Auflösungsvermögen δ für Rasterelektronenmikroskope (REM) (Apertur 10-2 bzw. 10-3) und Lichtmikroskope (LM); nach [2, 3]

In [1] sind einige ausgewählte Werte-Tripel, welche die üblichen Arbeitsbereiche von TEM, REM und LM abdecken, zusammengestellt.


Literaturhinweise

[1] Kämpf, G.: Charakterisierung von Kunststoffen mit physikalischen Methoden. Verfahren und praktische Anwendung. Carl Hanser Verlag, München Wien (1982), S. 19–21, (ISBN 3-446-13382-8; siehe AMK-Büchersammlung unter D 4)
[2] Reimer, L., Pfefferkorn, G.: Raster-Elektronenmikroskopie. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York (1973)
[3] Pfefferkorn, G.: Das Rasterverfahren in der Elektronenmikroskopie. Mikroskopie (Wien) 34 (1978), 80/112