DIN ISO 8576-2002 Optics and optical instruments - Microscopes - Reference system of polarized light microscopy (ISO 8576 1996)《光学和光学仪器 显微镜 偏振光显微镜基准系统 (ISO 8576 1996)》.pdf

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1、DEUTSCHE NORM Juni 2002Optik und optische InstrumenteMikroskopeBezugssystem der Polarisationsmikroskopie(ISO 8576:1996)ISO 8576ICS 37.020Optics and optical instruments Microscopes Reference system ofpolarized light microscopy (ISO 8576:1996)Optique et instruments optique Microscopes Systme de rfrenc

2、een microscopie de polarisation (ISO 8576:1996)Ersatz frDIN 58879:1975-12Die Internationale Norm ISO 8576:1996 Optics and optical instruments Microscopes Reference system of polarized light microscopy, ist unverndertin diese Deutsche Norm bernommen worden.Nationales VorwortDie Internationale Norm IS

3、O 8576 wurde von ISO/TC 172/SC 5 unter Beteiligung deutscher Expertenausgearbeitet. Im DIN Deutsches Institut fr Normung war hierfr der Normenausschuss Feinmechanikund Optik (NAFuO) zustndig.nderungenGegenber DIN 58879:1975-12 wurden folgende nderungen vorgenommen:a) Bei unvernderten technischen Aus

4、sagen wurden die Festlegungen insgesamt redaktionell ber-arbeitet und gekrzt;b) durch die bernahme der ISO-Norm haben sich einige Benennungen und Formelzeichen gendert.Frhere AusgabenDIN 58879: 1975-12.Fortsetzung Seite 2 bis 8Normenausschuss Feinmechanik und Optik (NAFuO) im DIN Deutsches Institut

5、fr Normung e. V. DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. .Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, Ref. Nr. DIN ISO 8576:2002-06nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet. Preisgr. 07 Vertr.-Nr. 2207Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 1077

6、2 BerlinDIN ISO 8576:2002-062Deutsche bersetzungOptik und optische InstrumenteMikroskopeBezugssystem der PolarisationsmikroskopieVorwortDie ISO (Internationale Organisation fr Normung) ist die weltweite Vereinigung nationalerNormungsinstitute (ISO-Mitgliedskrperschaften). Die Erarbeitung Internation

7、aler Normen obliegt denTechnischen Komitees der ISO. Jede Mitgliedskrperschaft, die sich fr ein Thema interessiert, fr das einTechnisches Komitee eingesetzt wurde, ist berechtigt, in diesem Komitee mitzuarbeiten. Internationale(staatliche und nichtstaatliche) Organisationen, die mit der ISO in Verbi

8、ndung stehen, sind an den Arbeitenebenfalls beteiligt. Die ISO arbeitet bei allen Angelegenheiten der elektrotechnischen Normung eng mit derInternationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) zusammen.Die von den Technischen Komitees verabschiedeten internationalen Norm-Entwrfe werden denMitgliedskr

9、perschaften zur Abstimmung vorgelegt. Die Verffentlichung als Internationale Norm erfordertZustimmung von mindestens 75 % der abstimmenden Mitgliedskrperschaften.Die Internationale Norm ISO 8576 wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 172 Optics and opticalinstruments, Unterkomitee SC 5, Microscopes an

10、d endoscopes erstellt.1 AnwendungsbereichDiese Internationale Norm legt ein Bezugssystem fr alle kalibrierten Dreh- und Verschiebebewegungen anden Mikroskopen bzw. Zubehrteilen fest, sodass die Messprozesse einheitlich erfolgen. Speziell an-gesprochen werden hierbei die polarisationsoptischen Gren u

11、nd Messhilfsmittel, wie Drehtische,Polarisatoren und Kompensatoren.2 GrundlagenDie optischen Eigenschaften eines anisotropen, nicht absorbierenden Kristalls niedrigster Symmetriewerden bei konstanten Zustandsgren (Druck, Temperatur, Wellenlnge) durch ein dreiachsigesIndikatrixellipsoid beschrieben.

12、Die Lngen der Halbachsen sind durch die Hauptbrechzahlen n, nund ndes Kristalls festgelegt. Eine beliebige durch das Zentrum des Indikatrixellipsoids gelegte Ebene hatallgemein die Form einer Ellipse, deren Bestimmungsgren die Achsen n und nsind.Definitionsgem gilt: n n n n n.Smtliche Richtungsangab

13、en, die bei polarisations-mikroskopischen Beobachtungen gemacht werden, sindauf die grte Brechzahl n. bezogen.ANMERKUNG Um hervorzuheben, dass in einem Objekt n n ist, werden hufig zum Zwecke der einfacherenSchreibweise die Indizes und anstelle von und verwendet.DIN ISO 8576:2002-063Der Indikatrixel

14、lipsoid eines einachsigen Kristalls ist ein Rotationsellipsoid. Dieses wird charakterisiertdurch zwei durch nund nbestimmte Hauptachsen, wobei sich auf die ordentliche und auf die auer-ordentliche Schwingungsrichtung bezieht. Letztere ist die Richtung der Rotationsachse. Es gelten folgendeDefinition

15、en:(negativ)(positiv)= nn = nn=n= nn = nn=nd. h.: Ist ngrer als n,so ist der Kristall einachsig und optisch positiv. Ist ngrer als n,so ist derKristall einachsig und optisch negativ.3 Bezugssysteme fr Drehrichtungen und Verschiebungen (siehe Bild 1)3.1 AllgemeinesEs wird allgemein ein positives, kar

16、tesisches Koordinatensystem x, y, z zugrunde gelegt, dessen z-Richtungdurch die Vorzugsrichtung der Lichtausbreitung von der Lampe zum Beobachter festgelegt ist. Bei derBeobachtung mit dem Okular werden also steigende Winkel u in senkrecht zu z liegenden Ebenenlinksdrehend, im mathematischen positiv

17、en Sinn abgelesen. Dies gilt gleichermaen fr aufrechte undinverse Mikroskope.3.2 Objektfhrer (siehe Bild 2)Der Objektfhrer ist eine auf dem Drehtisch befestigte mechanische Vorrichtung, mit der ein Objekt inkartesischen Koordinaten x und y verschoben werden kann. In der Nullposition des Objekttische

18、s sindhierbei die positive x-Richtung des Objektfhrers und die Bezugsrichtung gleich (u = 0).z: Strahlenrichtungx: Nulllagexy = 90xz = 90yz = 90Bezugsrichtung: West-OstBild 1Bild 2 DIN ISO 8576:2002-0643.3 Drehrichtung der MikroskoptischeDer Tisch befindet sich in Drehposition Null, wenn die x-Richt

19、ung des Objektfhrers West-Ost ist, d. h.parallel zur Schwingungsrichtung des vom Polarisator kommenden Lichts. Der Polarisator befindet sich inPosition v = 0 (siehe 4.2).ANMERKUNG Wird als Bezugsrichtung fr den Polarisator eine von West-Ost (u = 0) abweichende Richtung ge-whlt, so ist das Mikroskop

20、entsprechend zu kennzeichnen.3.4 Dreh- und Kipprichtungen der Universal-Drehtische (siehe Bilder 3 und 4)Universal-Drehtische sind auf den Objekttisch aufgesetzte mechanische Vorrichtungen, mit denen dasObjekt zu jeder beliebigen Raumrichtung senkrecht ausgerichtet werden kann. Sie werden realisiert

21、 durchineinander geschachtelte Dreh- und Kippachsen, die (nach Berek) von innen nach auen mit steigendenIndizes An, mit n = 1, 2, 3 bezeichnet werden.Die hchste Zahl kennzeichnet die Drehachse des Drehtischs. Ungerade Zahlen beziehen sich auf Achsen,die in der Nullstellung des Universal-Drehtischs s

22、enkrecht stehen, gerade Zahlen auf Achsen, diewaagerecht stehen. Die Bettigung einer Achse ndert die Lage aller mit einem kleineren Indexversehenen Achsen.In der Nullposition des Mikroskoptisches liegt die Ablesetrommel fr die Kipppositionen der Achsen A2undA4rechts vom Beobachter, sodass die Achsen

23、richtungen mit 180 definiert sind. Die Arbeitsrichtung von A2ist meistens senkrecht zur Richtung von A4, d. h. 90. Wird der Universal-Drehtisch um A4gekippt, ist dieRichtung 90 diejenige der Projektion von A2. In den Achsenrichtungen von A2und A4gesehen, sind dieKippwinkel um die Achsen A2und A4ausg

24、ehend von der Horizontalstellung der Tischoberflche alsrechtsdrehend positiv definiert.ANMERKUNG Folgende Achsenbezeichnungen des Universal-Drehtischs sind ebenfalls im Gebrauch:Berek(1924)Nikitin-Duparc-ReinhardtReinhardt(1931)R. C. EmmonsA1N (Normalachse) N (Normalachse) I.V.A2H (Horizontalachse)

25、H (Horizontalachse) N.S.A3M (mobile Achse) A (Auxilirachse) O.V.A4I (immobile Achse) K (Kontrollachse) O.E.W.A5 M (Mikroskopachse) MPolarisator: v = 90Analysator: w = 90D. h. KreuzungsstellungBild 3 DIN ISO 8576:2002-065Bild 4 4 Orientierung der Polarisatoren, optisch anisotropische Objekte, Kompen-

26、satoren und Hilfsprparate1)4.1 BegriffePolarisationseinrichtungen wandeln das sie durchlaufende Licht in linear polarisiertes Licht, d. h. Licht einerSchwingungsrichtung um. Die Schwingungsrichtung ist identisch mit der Durchlassrichtung desPolarisators. In Strahlenrichtung betrachtet wird die dem O

27、bjekt vorgeschaltete polarisierende Vorrichtungals Polarisator, die entsprechend nachgeschaltete Vorrichtung als Analysator bezeichnet. Der Analysatordient zur Analyse des vom Objekt oder vom Objekt im Zusammenwirken mit einem Kompensatormodifizierten Lichtes.Optisch anisotrope Objekte sind Substanz

28、en, deren Brechzahlen mit der Ausbreitungs- sowieSchwingungsrichtung des Lichtes variieren.Kompensatoren und Hilfsprparate sind aus optisch anisotropen Materialien gefertigte Vorrichtungen undbewirken eine systematische Vernderung von Gangunterschieden der polarisierten Lichtwellen. Auf dieseWeise l

29、assen sich mit Hilfsprparaten das Vorzeichen und mit Kompensatoren die Gre der optischenWegdifferenzen im untersuchten Objekt bestimmen.4.2 Orientierung von Polarisator und Analysator (siehe Bild 5)Die Durchlassrichtungen von Polarisator und Analysator werden auf die Nullrichtung West-Ost (u = 0)bez

30、ogen. Im linksdrehenden System des Mikroskoptischs besitzen die Drehwinkel ein positives Vorzeichenbei Linksdrehung. Die blichen Beobachtungsstellungen zeigt Bild 5.Polarisator: v = 90Analysator: w = 90D. h. KreuzungsstellungBild 5 1) Die Benennungen Hilfsprparate, Hilfsobjekte, qualitative Kompensa

31、toren und feste Kompensatoren werdenim tglichen Sprachgebrauch synonym benutzt.DIN ISO 8576:2002-0664.3 Orientierung der optisch anisotropischen Objekte auf dem Mikroskoptisch(siehe Bilder 6 und 7)Die Dunkelstellung wird erreicht, wenn die Schwingungsrichtungen der Brechzahlen nund ndes Objektsparal

32、lel zu den Durchlassrichtungen von gekreuztem Polarisator und Analysator ausgerichtet sind.Die Diagonalstellung (Messstellung) wird erreicht, wenn die Richtungen nund ndiagonal (bei 45) zu denDurchlassrichtungen stehen.Bild 6 Bild 74.4 Orientierung der Hilfsprparate und Kippkompensatoren (siehe Bild

33、 8)Hilfsobjekte und Kompensatoren werden in die genormten Tubusschlitze eingefhrt. In diesem Fall schlietdie Schwingungsrichtung der greren Brechzahl der Kompensatoren (siehe Abschnitt 2) mit derBezugsrichtung den Winkel von 45 ein. Die Schwingungsrichtung von ndes Objektes auf demMikroskoptisch ist

34、 dann in der 135-Position (parallel zur n-Richtung des Kompensators) fixiert, d. h. inSubtraktionsstellung. Ausnahmen gibt es bei gewissen Kompensatoren nach Berek und Ehringhaus, wo dien-Schwingungsrichtung des Kompensators in die 135-Position orientiert wird.DIN ISO 8576:2002-067Bild 8 4.5 Orienti

35、erung der Brace-Khler-Kompensatoren (siehe Bild 9)Der elliptische Kompensator nach Brace-Khler besteht aus einer azimutal drehbaren anisotropen Plattemit einem bekannten Gangunterschied von blicherweise c /10.In der Nullstellung des Kompensators ist die Schwingungsrichtung nauf 90 ausgerichtet, d. h

36、. parallel zurDurchlassrichtung des Analysators.Zu Beginn der Messung wird die n-Schwingungsrichtung des Objekts in die 45-Position gebracht.Anschlieend wird der Kompensator entgegen dem Uhrzeigersinn bis zur Lschung des Objektes gedreht.Der Drehwinkel ist . Der Gangunterschied des Objektes wird ans

37、chlieend aus der Kompensatorformel = c= sin2 errechnet.Bild 94.6 De Snarmont-Kompensatoren (siehe Bild 10)De Snarmont-Kompensation wird mit einer auf die Wellenlnge des benutzten monochromatischenLichtes abgestimmten /4-Platte erreicht, die eine vom Objekt kommende elliptischpolarisierte Welle in ei

38、nelinearpolarisierte Welle berfhrt. Der Winkel zwischen ihrer Schwingungsrichtung und der Durch-lassrichtung des Analysators ist gleich der halben Phasendifferenz, die Ursprung fr das Entstehenbesagter elliptischen Polarisation war.DIN ISO 8576:2002-068Am Anfang der Messung wird die n-Schwingungsric

39、htung des Objekts auf dem Mikroskoptisch in45-Position gebracht. Anschlieend wird die /4-Platte in den genormten Tubusschlitz eingefhrt, wobeiihre n-Schwingungsrichtung parallel zur Durchlassrichtung des Polarisators liegt. Dann wird der Analysatorentgegen dem Uhrzeigersinn bis zur Lschung des Objektes gedreht. Der Gangunterschied , inNanometern, des Objektes errechnet sich aus der Formel180w =dabei ist die Wellenlnge, in Nanometern, des fr die Messung verwendeten Lichtes;w der Drehwinkel in Grad.Mit dem de Snarmont-Kompensator knnen Gangunterschiede im Bereich 0 gemessen werden.Bild 10