Lehrveranstaltungshandbuch Lichtmikroskopie


Verantwortlich: Prof. Dr. Stefan Altmeyer

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

Organisation

Version
erstellt 2011-12-07
VID 1
gültig ab WS 2012/13
gültig bis
Bezeichnung
Lang Lichtmikroskopie
LVID F07_LM
LVPID (Prüfungsnummer)

Semesterplan (SWS)
Vorlesung 2
Übung (ganzer Kurs)
Übung (geteilter Kurs)
Praktikum 2
Projekt
Seminar
Tutorium (freiwillig)
Präsenzzeiten
Vorlesung 30
Übung (ganzer Kurs)
Übung (geteilter Kurs)
Praktikum 30
Projekt
Seminar
Tutorium (freiwillig)
max. Teilnehmerzahl
Übung (ganzer Kurs)
Übung (geteilter Kurs)
Praktikum 15
Projekt
Seminar

Gesamtaufwand: 150

Unterrichtssprache

  • Deutsch

Niveau

  • Bachelor

Notwendige Voraussetzungen

  • Vektorrechnung
  • komplexe Zahlen
  • Grundkentnisse geometrische Optik
  • Grundkenntisse Wellenoptik

Literatur

  • keine

Dozenten

  • Prof. Dr. Stefan Altmeyer

Wissenschaftliche Mitarbeiter

  • Wolfgang Stein

Zeugnistext

Lichtmikroskopie

Kompetenznachweis

Form
sMP Regelfall (bei großer Prüfungszahl: sK)

Aufwand [h]
sMP 15

Intervall: 3/Jahr


Lehrveranstaltungselemente

Vorlesung

Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)
  • Schärfentiefe
    • geometrisch-optische, gegenstandsseitig
      • Nah- und Fernpunkt
      • hyperfokale Distanz
    • wellenenoptische, bildseitig
  • Amplituden- und Phasenobjekte
    • Lambert-Beersches Gesetz
    • Optische Dichte
    • Phase, Brechzahl und optischer Weg
    • Abbe'sche Theorie der Bildentstehung
    • Relative Phasenlage der Beugungsordnungen
      • bei Amplitudenobjekten
      • bei Phasenobjekten
  • Phasenmikroskop
    • mit Phasenplättchen
      • Lage und Größe der nullten Beugungsordnung
      • räumliche Kohärenz
      • Beugungsartefakte
    • nach Zernike
      • Lage und Größe der nullten Beugungsordnung
      • räumliche Inkohärenz
      • Babinet'sches Prinzip
      • Beugungsartefakte
      • Kontrastfunktion
      • Dämpfung im Phasenring
  • Kohärenz
    • Sichtbarkeit von Interferenz
    • zeitliche Kohärenz
      • Länge von Wellenpaketen
      • spektrale Zusammesetzung von Wellenpaketen
      • Zeitversatz beim Eintreffen von Amplituden-geteilten Wellenpaketen
      • zeitlicher schneller Wechsel von Interferenzmustern
      • Kohärenzzeit
    • räumliche Kohärenz
      • ortsgeteilte Wellenpakete
      • Phasenverschiebung zwischen ortsgeteilten Wellenpaketenin abhängigkeit von der Quellpunktlage
      • räumliche Überlagerung von Interferenzmustern
      • räumliche Kohärenzlänge
  • Interferometer
    • Michelson
      • Kompensationsplatte
      • zweites Interferenzbild
    • Mach-Zehnder
    • Phasensprünge bei Reflexion
    • Komplementarität der Interferenzbilder
    • Kontrast bei ungleicher Teilung
    • Eindeutigkeit von Interferenzmustern
    • Weißlichtinterferometer
    • Interferenzfarben und Kontrastfunktion
  • Interferenzmikroskop
    • nach Linnik
      • abgeglichene Objektive
    • nach Michelson
      • Objektive mit großem Arbeitsabstand
    • nach Mirau
      • Schwarzschild Optiken
    • Differentieller Interferenzkontrast
      • Doppelbrechung
        • Modifikation des Huygen'schen Prinzips
        • Indikatrix
        • Wollaston-, Nomarksi- und Smith Prismen
      • Aufspaltung unter der Auflösungsgrenze
      • Interferenzfarben
      • Basisgangunterschied und Lambda Platte
      • Kohärenzbedingungen im DIC
        • zeitlich
        • räumlich
        • Polarisation
    • Transmissions-Interferenzmikroskope
      • Leitz'sches Mach-Zehnder Interferenzmikroskop
      • Interphako Mikroskop

Fertigkeiten
  • Schärfentiefen berechnen
  • optische Dichten, Dynamik von Bildern und Absorptionskoeffizienten ineinander umrechnen
  • Lage und Größen von Phasenringen und Ringblenden in Zernike Phasenmikroskopen berechnen
  • zeitliche Kohärenz aus spektraler Bandbreite abschätzen
  • räumliche Kohärenz aus Quellgröße und Entfernung abschätzen
  • Strahlengänge von Interferenzmikroskopen zeichnen und erläutern
  • Konstruktionsprinzipien verschiedener Mikroskope erläutern

Begleitmaterial

  • elektronisches Skript
  • gedrucktes Skript

Besondere Voraussetzungen

  • keine

Besondere Literatur

  • keine

Besonderer Kompetenznachweis

Form
bÜA begeleitend Übungsaufgaben

Beitrag zum LV-Ergebnis

Intervall:

Praktikum

Lernziele

Fertigkeiten
  • Köhlersche Beleuchtung einstellen
  • Längen- und Winkelabgleich in Interferometern durchführen
  • Objekte für die Mikroskopie präparieren

Handlungskompetenz demonstrieren
  • Mikroskope aufbauen und justieren
  • verschiedene Typen von Mikroskopen bedienen
  • bei gegebenem Objekt geeignetes Mikroskopisches Verfahren auswählen
  • Optische Artfeakte sicher erkennen und von Bildstrukturen unterscheiden
  • Bildqualität beurteilen
  • Quantitative Analysen mit Mikroskopen durchführen
  • an einem Bild erkennen, welches mikroskopische Verfahren benutzt wurde
  • Wissenschaftlichen Bericht verfassen
    • Aufgabenbestellung beschreiben
    • Lösungsansatz darstellen
    • Versuchsaufbau erläutern
    • Verarbeitung der Messdaten darlegen
    • Ergebnis präsentieren unf kritisch diskutieren

Begleitmaterial

  • Schriftliche Anleitungen zu den Versuchen
  • Bedienungsanleitungen zu komplexen Geräten

Besondere Voraussetzungen

  • keine

Besondere Literatur

  • keine

Besonderer Kompetenznachweis

Form
bFG Fachgespräch vor jedem Versuch
bPA Praktkumsversuche (möglichst einzeln!) durchführen
bSB Schriftlicher Bericht zu jedem Versuch

Beitrag zum LV-Ergebnis

Intervall: 1/Jahr

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