Lehrveranstaltungshandbuch Lichtmikroskopie

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Verantwortlich: Prof. Dr. Stefan Altmeyer

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

• aktuelle
  • Ba ET2012 LMK
  • Ba ET2010 LMK

Organisation

Version erstellt 2011-12-07 VID 1 gültig ab WS 2012/13 gültig bis

Bezeichnung Lang Lichtmikroskopie LVID F07_LMK 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 18 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

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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 Wellenpaketen in 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
bPA	Testat
bSB	Testat

Intervall: 1/Jahr