Auflösungsvermögen Mikroskop - Versionsgeschichte

Oluschinski am 8. Januar 2026 um 08:11 Uhr

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	* [[In-situ-Ultramikrotomie]]		* [[In situ Ultramikrotomie]]
	* Low-Vacuum-Rasterelektronenmikroskopie (siehe [[Umgebungs-REM]])		* Low-Vacuum-Rasterelektronenmikroskopie (siehe [[Umgebungs-REM]])
	* [[Mikrotomie]]		* [[Mikrotomie]]

Loeffler-Kamann am 30. September 2024 um 11:15 Uhr

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	* [[in-situ-Ultramikrotomie]]		* [[In-situ-Ultramikrotomie]]
	* Low-Vacuum-Rasterelektronenmikroskopie (siehe [[Umgebungs-REM]])		* Low-Vacuum-Rasterelektronenmikroskopie (siehe [[Umgebungs-REM]])
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	Wegen der endlichen Linsenfehler elektromagnetischer Linsen (sphärischer Fehler, Öffnungsfehler, Beugungsfehler u. a.) liegen die erreichbaren Werte für die numerische Apertur α bei ca. 10<sup>-2</sup> bis 10<sup>-3</sup>, das Punkt-Auflösungsvermögen erreicht nur Werte von ca. 0,2 bis 04 nm [1].		Wegen der endlichen Linsenfehler elektromagnetischer Linsen (sphärischer Fehler, Öffnungsfehler, Beugungsfehler u. a.) liegen die erreichbaren Werte für die numerische Apertur α bei ca. 10<sup>-2</sup> bis 10<sup>-3</sup>, das Punkt-Auflösungsvermögen erreicht nur Werte von ca. 0,2 bis 04 nm [1].

			==Siehe auch==
			*[[Genauigkeitsklasse]]
			*[[Fehlergrenze]]
			*[[Messunsicherheit]]
			*[[Auflösung Materialprüfmaschine]]

Oluschinski am 23. März 2023 um 10:23 Uhr

2023-03-23T10:23:19Z

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	\|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)		\|Kämpf, G.: Charakterisierung von Kunststoffen mit physikalischen Methoden. Verfahren und praktische Anwendung. Carl Hanser Verlag, München Wien (1982), S. 19–21, (ISBN 978-3-446-13382-2; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter D 4)
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Reincke am 18. Dezember 2017 um 08:04 Uhr

2017-12-18T08:04:25Z

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			[[Kategorie:Licht]]
	[[Kategorie:Mess- und Prüftechnik]]		[[Kategorie:Mess- und Prüftechnik]]
	[[Kategorie:Morphologie und Mikromechanik]]		[[Kategorie:Morphologie und Mikromechanik]]

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{{PSM_Infobox}}
Auflösungsvermögen Mikroskop
__FORCETOC__
==Untersuchungsmethoden in der Mikroskopie==

Zur Charakterisierung der Struktur und Morphologie (siehe: [[Mikroskopische Struktur]]) von [[Kunststoffe]]n werden in der [[Kunststoffprüfung]] und [[Kunststoffdiagnostik|Diagnostik]] die Methoden der Licht- und Elektronenmikroskopie eingesetzt. Dabei werden die nachfolgenden Untersuchungsmethoden bevorzugt verwendet:
* [[Elektronenmikroskopie]]
* [[Energiedispersive Röntgenspektroskopie|Energiedispersive Röntgenspektroskopie – EDX]]
* [[in-situ-Ultramikrotomie]]
* Low-Vacuum-Rasterelektronenmikroskopie (siehe [[Umgebungs-REM]])
* [[Mikrotomie]]
* [[Rasterkraftmikroskopie]]
* [[Rasterelektronenmikroskopie]]
* [[Umgebungs-REM]] (ESEM)
* [[Transmissionselektronenmikroskopie]]

==Optische Parameter zur Beschreibung der Leistungsfähigkeit von Lichtmikroskopen==

Die optische Leistungsfähigkeit von Mikroskopen wird durch die folgenden Parameter charakterisiert [1]:
* Auflösungsvermögen
* [[Förderliche_Vergrößerung_Mikroskop|Förderliche Vergrößerung]]
* [[Tiefenschärfe_Mikroskop|Schärfentiefe]]

Nach der ABBE’schen Theorie gelten für die Beugung von Lichtwellen am Spalt (Gitter) folgende Beziehungen:
{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math> sin\alpha =\frac{\lambda }{\delta }</math>
|(1)
|}

mit
{|
|-
|λ
|width="15px" |
|Wellenlänge des Lichtes 
|-
|δ
|
|Auflösungsvermögen = kleinster, noch trennbarer Abstand zweier Punkte
|}

[[Datei:aufloesungsvermoegen1.jpg]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 1''':
|width="600px" |Beugung von Lichtwellen
|}

Für das Auflösungsvermögen des Lichtmikroskopes ergibt sich:
* für '''Vakuum''' (bzw. ~ Luft):

{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math> \delta=\frac{\lambda }{\sin \alpha }</math>
|(2)
|}

* im '''Medium''' mit Brechungsindex ''n'' (z. B. Immersionsöl):

{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math> \delta=\frac{\lambda }{n \cdot \sin \alpha }</math>
|(3)
|}

mit
{|
|-
|n ⋅ sin α
|width="15px" |
|numerische Apertur
|}

Für Lichtmikroskope gilt:

α → 90° entspricht sin α → 1,

für ''n'' = 1,4 (Immersionsöl) und λ = 0,55 µm (grünes Licht) wird

<math> \delta=\frac{0,55}{1 \cdot 1,4} \sim 0,4 \ \mu m</math>, d. h. das Auflösungsvermögen des Lichtmikroskopes (mit Ölimmersion) liegt bei 0,4 µm.

==Auflösungsvermögen in der Elektronenmikroskopie==

Für [[Transmissionselektronenmikroskopie|Transmissionselektronenmikroskope]] gelten für das erreichbare Auflösungsvermögen die folgenden Beziehungen:

Berechnung der Wellenlänge schnell bewegter Elektronen λEI:

{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | Energiegleichung <math> eU=\frac{1}{2}mv^2</math>
|(4)
|}

{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math> v=\sqrt{\frac{2e}{m} \cdot U}</math>
|(5)
|}

mit
{|
|-
|e
|width="15px" |
|Ladung des Elektrons 
|-
|m
|
|Masse des Elektrons 
|-
|v
|
|Geschwindigkeit 
|-
|U
|
|Beschleunigungsspannung 
|}

Für die Wellenlänge von Materiewellen gilt die DE BROGLIE’sche Gleichung:

{|
|width="20px"|
|width="500px" | <math> \lambda_{EI}=\frac{h}{m \cdot v}</math>
|(6)
|}

mit
{|
|-
|h
|width="20px" |
|PLANCK’sches Wirkungsquantum 
|}

Zusammen ergibt sich:

{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math> \lambda=\sqrt{\frac{h^2}{2em \cdot U}}\sim \sqrt{\frac{1,5}{U}}\ (nm);\ U\ in\ Volt</math>
|(7)
|}

Wegen der relativistischen Geschwindigkeitskorrektur liegen die tatsächlich erreichten Wellenlängen etwas höher;

Beispiele:

U = 40 kV: λEI = 0,0060 nm 
U = 100 kV: λEI = 0,0037 nm 
U = 200 kV: λEI = 0,0025 nm

Wegen der endlichen Linsenfehler elektromagnetischer Linsen (sphärischer Fehler, Öffnungsfehler, Beugungsfehler u. a.) liegen die erreichbaren Werte für die numerische Apertur α bei ca. 10-2 bis 10-3, das Punkt-Auflösungsvermögen erreicht nur Werte von ca. 0,2 bis 04 nm [1].

'''Literaturhinweis'''
{|
|-valign="top"
|[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)
|}

[[Kategorie:Mess- und Prüftechnik]]
[[Kategorie:Morphologie und Mikromechanik]]

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