Handbuch der mikroskopischen Technik für Fasertechnologen [Reprint 2022 ed.] 9783112617540, 9783112617533

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ALOIS HERZOG HANDBUCH DER MIKROSKOPISCHEN FÜR

TECHNIK

FASERTECHNOLOGEN

HANDBUCH DER MIKROSKOPISCHEN TECHNIK FÜR FASERTECHNOLOGEN

Von ING.-CHEM. DR.-ING. ALOIS o. Professor mit Lehrstuhl an der Technischen Inhaber

und Leiter

wiss. Mitarbeiter

der Forschungsstelle d. Instituts

für Faserstoffe

für Technologie

der Deutschen Akademie

HERZOG

Hochschule

der Fasern

der Wissenschalten

zu

Dresden

in Stadt

Wehlen

Pirna-Copitz Berlin

MIT 150 A B B I L D U N G E N IM TEXT U N D AUF 36 TAFELN

1951

A K A D E M I E - V E R L A G

B E R L I N

Copyright 1951 b y Akademie-Verlag G m b H . , Berlin Alle Rechte vorbehalten

Erschienen im Akademie-Verlag GmbH., Berlin N W 7, Schiffbauerdamm 19 Lizenz-Nr. 202 • 100/15/51 Satz, D r u c k und E i n b a n d : V E B Leipziger D r u c k h a u s , Leipzig (111/18/203) Bestell- und Verlagsnummer: 5060 P r i n t e d in Germany

Dem tatkräftigen Förderer textiler Forschung

HERRN ORD. PROFESSOR DR.-lNG. W A L T E R

FRENZEL

Kitglied der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin

in besonderer Wertschätzung

zugeeignet

vom Verfasser

VORWORT Eine nunmehr 60jährige Beschäftigung mit verschiedenen Zweigen der wissenschaftlichen und angewandten Mikroskopie und die amtliche Verpflichtung zur Abhaltung von Vorlesungen und Übungen auf diesem Gebiet haben mir die Überzeugung verschafft, daß der Durchschnittsmikroskopiker die zum erfolgreichen Arbeiten nötigen Vorbereitungen zu leicht nimmt und die unbedingt erforderlichen Vermerke auf ein weit unter der Grenze des Notwendigen liegendes Maß beschränkt. Ich habe mich deshalb entschlossen, eine orientierende Schrift über diesen Gegenstand zu verfassen und der Öffentlichkeit zu übergeben. Die Absicht möglichster Kürze führte von selbst zur Abfassung von Tabellen und Tafeln, die keiner besonderen Erläuterung bedürfen, da sie für sich selbst sprechen, zumal dort, wo es notwendig erschien, eine solche ohnehin im unmittelbaren Anschluß gegeben wurde. Das gebrachte Eichmaterial ist selbstverständlich nur als Beispiel zu werten, da es naturgemäß den jeweils vorhandenen Einrichtungen genau angepaßt werden muß. Es hat den besonderen Zweck, den Mikroskopiker zu veranlassen, alle Eichungen mit peinlicher Genauigkeit auszuführen und ihn zu bestimmen, über die gefundenen Werte und die Einstellung der benutzten Apparate genau Buch zu führen bzw. diese jederzeit zur Benutzung gewissermaßen „schußbereit" zu halten. Zweckmäßig werden die vom Mikroskopiker für sein Instrumentarium gefundenen Werte mit roter Tinte in das vorliegende Buch eingetragen. Die Durchführung der Eichung ist durchweg sehr einfach und muß dem Mikroskopiker ohnehin geläufig sein; im Bedarfsfall geben die Werke über allgemeine Mikroskopie und insbesondere das vorzügliche Buch von P. Metzner, Das Mikroskop, 3. Auflage, Leipzig und Wien 1928, erschöpfende Auskunft. Die beigefügten zahlreichen Schaubilder und sonstigen zeichnerischen Darstellungen sind bis auf zwei, deren Quellen selbstverständlich im Texte angegeben sind, Originale; sie sind bei den praktischen Arbeiten möglichst oft zu benutzen. Ihre Rechengenauigkeit ist für die meisten praktisch vorkommenden Fälle vollständig ausreichend, so daß sie zum mindesten zur Nachkontrolle der auf anderen Wegen gefundenen Werte herangezogen werden können. Aus der von mir hergestellten Sammlung von zahlreichen unretuschierten Originalaufnahmen habe ich eine Anzahl Mikrophotogramme ausgewählt, die den Mikroskopiker zu eigenen Versuchen anregen und zur genauen Beachtung der im textlichen Teil gebrachten Anweisungen veranlassen sollen. Auf die Wiedergabe farbiger Abbildungen habe ich, um den Preis des Buches nicht

VIII

Vorwort

unnötig zu erhöhen, verzichtet, zumal ich vor nicht zu langer Zeit zahlreiche Abbildungen in natürlichen Farben in der Leipziger Monatsschrift für Textilindustrie (Klepzig) veröffentlicht habe. Das sonst noch Gebrachte, insbesondere das Verzeichnis der zur Zeit in Verwendung stehenden Reagenzien und den Abschnitt über Polarisation, soll das lästige Nachschlagen der häufig schwer zugänglichen und zudem sehr zerstreuten Literatur nach Möglichkeit ersparen. Der Mikroskopiker halte sich stets vor Augen, daß größte Gewissenhaftigkeit, Ordnung und Sauberkeit die unerläßlichen Voraussetzungen für ein erfolgreiches Arbeiten auf mikroskopischem Gebiet darstellen. Werden auch die erforderlichen Einrichtungen pfleglich behandelt, so daß sie jederzeit zur Benutzung bereitstehen, so wird das Selbstvertrauen gehoben, die Arbeit zum Vergnügen und mit jener inneren Befriedigung belohnt, die nur die gewissenhafteste Pflichterfüllung gewähren kann. Der Krieg und die Nachkriegszeit haben die Herausgabe dieser Schrift verzögert und mancherlei Beschränkungen auferlegt. Trotzdem habe ich geglaubt, mit der Drucklegung nicht länger zögern zu sollen, und ich danke insbesondere dem Verlag, daß er mit Erfolg bemüht war, manches Hindernis aus dem Weg zu räumen. Ich danke auch meiner lieben Frau Ottilie für das Mitlesen der Korrekturen. In erster Linie bestimmt, den Bedürfnissen der Textil- und Papiermikroskopie entgegenzukommen, ist diese Schrift nach sinngemäßer Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse auch für andere Zweige der technischen Mikroskopie brauchbar. Für jeden Fingerzeig zur Verbesserung bin ich den Herren Fachgenossen im voraus zu Dank verpflichtet. Stadt Wehlen, Kr. Pirna, im Sommer 1951

A. Herzog

INHALTSVERZEICHNIS Seite

VORWORT INHALTSVERZEICHNIS

VII-VIII IX-XIV

I. E I N L E I T U N G

1-4

Allgemeine Winke für den Mikroskopiker

3

II. A L L G E M E I N E S

5-19

Apertometertafel nach Metz. Abb. 1 Abweichungen der mit dem ^¿¿eschen Apertometer gemessenen Aperturen einiger Mikroskopobjektive von den Sollaperturen. Tabelle 1. . . . Verzeichnis der vorhandenen Objektive. Tabelle 2 Bildfeldkrümmung bei Benutzung von Objektiv 40fach (Seibert) mit verschiedenen Okularen. Tabelle 3 Versuche mit der .466eschen Testplatte. Abb. 2—7 Natürliche Probeobjekte zur Prüfung des Auflösungsvermögens von Mikroskopobjektiven. Tabelle 4 Eichung der Eigenvergrößerung einiger Mikroskopokjektive. Tabelle 5 . Eichung der Eigenvergrößerung einiger Okulare. Tabelle 6 . . . . . . Abbildungsmaßstäbe, Gesichtsfelddurchmesser und Gesichtsfeldflächen von 4 Objektiven mit verschiedenen Okularen. Tabelle 7 Zum Gebrauch starker Okulare Einstellung auf eine bestimmte Tubuslänge des Mikroskops. Tabelle 8 . Bemerkungen zu Tabelle 8 III. M I K R O S K O P I S C H E MESSUNGEN

6 8 9 10 11 12 13 14 15 18 18

20-60

A. Lineare Messungen Eichung einiger Mikrometerokulare für verschiedene Objektive. Tabelle 9 Objektmikrometer. Abb. 8 Eichung des Okularmikrometers mit einem Objektmikrometer. Abb. 9 . Eichung eines Okularmikrometers nach Gebhard. Abb. 10 Zählung der Anzahl Drehungen eines Baumwollhaares mit dem Stufenmikrometer nach Metz. Abb. 11 Berechnung der wahren Größe. Tabelle 10 Eichung eines Objektmikrometers (Schrauben-) nach Zeiß B. Flächenmessungen

5

20 20 21 21 21 21 22 22

23-57

a) Unmittelbare Ausmessungen unter dem Mikroskop Eichung des Mikroplanimeterplättchens nach A. Herzog. Tabelle 11 . . Teilung des Mikroplanimeterplättchens. Abb. 12

23 23 23

X

Inhaltsverzeichnis Seite

b) Ausmessung mikroskopischer Querschnitte einiger Kunstseiden, Zell24 wollen und Roßhaarersatzstoffe Tafel zur Berechnung der wirklichen Querschnittsfläche (F) in ß2 aus dem gezeichneten und ausgemessenen Faserquerschnitt (Q), Tabelle 12 . 24 Schaubild zur unmittelbaren Ablesung der wirklichen Faserquerschnittsfläche F in fi2 aus der Querschnittsfläche (Q). Abb. 13 24 Tafel zur Berechnung des legalen Titers (T) in Deniers aus der Querschnittsfläche (F). Abb. 13 . . . . 24 Schaubild zur unmittelbaren Ablesung der Feinheit aus der Querschnittsfläche (Q). Abb. 13 24 Eichung des Polarplanimeters . . . 25 Planimeterharfe nach A. Herzog (für alle Faserstoffe brauchbar, die in I500facher Vergrößerung gezeichnet sind. Abb. 14 25 Flächenmessung durch Wägung 26 Tafel zur Berechnung der wirklichen Querschnittsfläche (F) aus der Anzahl von Schätzquadraten. Tabelle 13. 26 Tafel zur Berechnung von F aus dem Titer T in der Tabelle 14 . . . 26 Qudratglastafel. Abb. 15 27 Schätzung von Bruchteilen eines kleinen Quadrats der Quadratglastafel. Abb. 16 27 Deniermeter nach A. Herzog mit Viskoseseidenquerschnitt. Abb. 17 . . 28 Eichung des Deniermeters nach A. Herzog. Tabelle 15 und 16 . . . 28-29 Planimeterharfe nach A. Herzog zur Bestimmung der Feinheit in den. Abb. 18 30 Herstellung von Faserquerschnitten nach dem Schnellverfahren von A. Herzog. Abb. 19 und 63 30 Beispiele. Tabelle 18 31 Titer und Schätzquadrate. Tabelle 19 31 Berechnung der metrischen Nummer (N) aus der wirklichen Querschnittsfläche (F) der Einzelfaser. Tabelle 20 32 Fadenmetergewicht. Berechnung aus der wirklichen Querschnittsfläche (F). Tabelle 21 , 32 Fadenmetergewicht und Schätzquadrate. Tabelle 22 32 Schaubild zur Ablesung des Fadenmetergewichts von Schafwolle, Kunstseide, Zellwolle, Baumwolle, Flachs und echter Seide. Abb. 20 . . . 33 Nomogramm: Gleichmäßigkeitsgrad. Abb. 21 34 Nomogramm: Völligkeit des Querschnitts. Abb. 22 35 36 Nomogramm: Luftgehalt von Gespinsten in Prozent. Abb. 23 . . . . Nomogramm zum Ablesen des Titers bzw. der metrischen Nummer der Kunstseide. Abb. 24 37 Verschiedene Flächenmeßverfahren, verglichen nach Genauigkeit und Zeiterfordernis. Tabelle 23 38-39 Nomogramm: Allgemeine Prozentberechnung. Abb. 25 40 Absolute Querschnittsgrößen pflanzlicher Faserstoffe 41 Berechnung der metrischen Nummer von Einzellfasern. Tabelle 24 . . . 42 Vergleichende schematische Darstellung der Querschnittsgrößen verschiedener Faserstoffe. Abb. 26 44 Vergleichende schematische Darstellung der absoluten Querschnittsgrößen von Hypokotylfasern udd einer Bastfaser aus den mittleren Teilen des Flachsstengels. Abb. 2 7 . . . . ' 46 Schematische Darstellung der quantitativen Verteilung der Bastfasern im Flachsstengel. Abb. 28 47 Bemerkungen zur Tabelle 25 47

Inhaltsverzeichnis

XI Seite

Nomogramm: Ablesung des wirklichen Umfanges des Lumens von hohlen Fasern aus dem in mm gemessenen Umfang auf der Zeichnung (mit einem Meßrädchen). Abb. 29 47 Nomogramm: Ablesung des tektifizierten Hauptdurchmessers in p. Abb. 30 48 Rektifikation des Faserquerschnitts und sonstiges 49 Doppelleiter zur Ablesung der Querschnittsfläche / in fi2 und des Durchmessers der rektifizierten Lumenfläche in p aus dem Umfang u des 49 Lumens in p. Abb. 31 Formeln zur Rektifikation der Querschnittsfläche. Tabelle 25 49 Bemerkungen zur Tabelle 26 50 Ausmessung der in einem Jahresring der Fichte aufeinanderfolgenden Tracheiden (Querschnitt). Tabelle 26 50-51 Metrische Nummern der wichtigsten pflanzlichen Fasern. Tabelle 27 . 52-53 Volumetrische Analyse verschiedener Faserpflanzen und Gesamtbastfasergehalte in Gewichtsprozenten der Stengeltrockensubstanz. Tabelle 28 54 Schaubild der Bastfasergehalte einiger Textilpflanzen. Abb. 32 . . . . 55 Betrachtungen über die volumetrische Analyse von Faserstoffträgern. Abb. 55 55 Schaubild des Fasergehaltes einiger Textilpflanzen. Abb. 33 57 C. Winkelmessungen

58—60

Bestimmung der Drehung von Baumwoll- und Flachsgarnen nach der mikroskopisch-graphischen Methode von A. Herzog. Schema. Abb. 34 Nomogramm zur Ablesung der Garndrehung nach dem Verfahren von A. Herzog. Abb. 35 Garnwickelvorrichtung. Abb. 36 Winkelmessung mit Hilfe des großen Zeigerokulars von E. Leitz. Grundplatte. Abb. 37 Transporteur nach A, Herzog

IV. ZÄHLUNGEN

58 58 59 59 60

61-73

Eichung des Haemacytometers nach Metz. Tabelle 29 61 Eichung des Haemacytometers nach Hayem-Sahli. Tabelle 3 0 . . . . . 61 Beispiel für die Auszählung des Bastbelages eines Gefäßbündels von Malva crispa. Abb. 59 und Tabelle 31 . 62 Lichtbild der Oberhaut eines Flachsblattes mit einem Netzmikrometer. Abb. 38 62 Eichung von Netzmikrometern. Tabelle 32 63 Eichung von 4 quadratischen (Ehrlichschen) Blenden für das Mikrometerokular 2. Tabelle 33 64 Mikroskopische Auszählung von Bakterienkolonien usw. mit Hilfe der Äei'roschen Zählplatte im Okular (Eichung). Tabelle 34 64-65 Systematisches Verschieben des Präparates bei Zählungen 65 Abbildungsmaßstäbe und Gesichtsfelddurchmesser von 6 Objektiven und 5 Okularen am Zählmikroskop nach A. Herzog. Tabelle 35 . . . . 67 Hilfseinrichtungen zum Zählmikroskop nach A. Herzog 67 68 Großer Metallobjektträger nach Heidenhein. Abb. 39 Garnwickler für mikroskopische Arbeiten. Abb. 36 68 Halter zu Dickenmessungen von Deckgläsern usw. Abb. 40 68 Messung der Deckglasdicke mit einem Stufenmikrometer nach Metz. Abb. 41 68

XII

Inhaltsverzeichnis Seite

Winkel auf einem runden Objekttisch mit einer Klammer befestigt. An dem Winkel legt sich ein mattierter Objektträger zum Markieren von mikroskopischen Präparaten an. Abb. 42 69 Stück der in bezifferte Quadrate eingeteilten Maltwood-Vlaiie (Finder). 69 Abb. 43 Drehungsapparat nach Ambronn 70 Rezipient nach A. Herzog zur Beobachtung der Entlüftung mikroskopischer Präparate 70 Absuchen und Ausmessen großer Platten (z. B. Negative von Spektralaufnahmen) 70 Eichung von 4 Mikrometerokularen und 4 Objektiven für das Zählmikroskop. Tabelle 36 70 Eichung der Ehrlichschen Blenden 70 Apparat nach A. Herzog zur seitlichen Betrachtung von quergeschnittener Kunstseide. Abb. 46 und 47 71 An Stelle des zu markierenden Präparats erscheint nach dem Vertauschen mit dem Maltwood-Finder z. B. die Zahl 236. Abb. 44 . . 71 Mattierte Glasplatte, die nach dem Markierverfahren nach A. Herzog mit einem Bleistiftpunkt versehen wird. Im Okular ein Fadenkreuz. Abb. 45 71 Vordruck eines Zählzettels für die große Zählplatte. Tabelle 38 . . . . 72 Nummerbestimmung von Leinen- und Baumwollgarnen aus der Anzahl der Einzelfasern (E. Wagner). Tabelle 39 73 Schema der Präpariermöglichkeiten für pflanzliche Objekte nach Kisser 74 V. MIKROPHOTOGRAPHIE

75-108

Schema des Werdeganges eines photographischen Bildes nach Jones. Abb. 48 75 Faktorendiagramm des mikroskopischen Bildes "nach Peterfi. Abb. 49 . 76 Bemerkungen über die Beschaffenheit von aufzunehmenden mikroskopischen Präparaten, ihren Bildern usw. Abb. 54—128 77 Verzeichnis gemachter Aufnahmen 79 Anlage von Karteien, insbesondere für Diapositive. Abb. 50 79 Angaben über die Herstellung der Bilder 80 Okular und Tubuslänge in der Mikrophotographie 81 Abbildungsmaßstab und Vergrößerung 81 Herstellung von Maßstäben 83 Messung mit Hilfe des Vergleichsokulars. Abb. 51 86 Wahl des Abbildungsmaßstabes. Tabelle 40 87 87 Eichung des Projektionsokulars nach Plagge. Tabelle 41 Mikroskopische Beobachtungen und photographische Aufnahmen im Auflicht 88 Eichung der Abbildungsmaßstäbe der photographischen Kamera für verschiedene Objektive und Okulare 90 Graphische Darstellung der Eichung. Abb. 52 91 Zusammenstellung verschiedener Objektive und Okulare, die sich zu photographischen Aufnahmen gut bewährt haben. Tabelle 42 . . . 92 Eichung der Kamera für verschiedene Objektive und Okulare. Tabelle 43 bis 52 93-101 Einstellung der 18x24 cm Schiebekassette von Zeiß. Tabelle 53 . . . . 102 Abbildungsmaßstäbe und Kameraeinstellungen für einige kurzbrennweitige Anastigmate, Tabelle 54 103 Übersicht der wichtigsten Verfahren der Mikrostereoskopie. Tabelle 55 104-105

Inhaltsverzeichnis

XIII Seite

Schaubild der Eichwerte der Kamera. A b b . 53 nach Seite 102 Bewährte photographische Entwickler und Fixierbäder, Abschwächer und Verstärker 106-108 Mikrophotogramme als Beispiele für gelungene Aufnahmen. A b b . 54—128 nach Seite 108 VI. Z E I C H N E N

109-127

Zeichnen mit Hilfe der Netzteilung des Deniermeters nach A. Herzog. Tabelle 56 109 Quadratteilung zum Zeichnen. A b b . 129 110 Konzentrische Kreise zur richtigen Einstellung des ^.¿¿eschen Zeichenapparates. A b b . 130 111 Richtige Einstellung der Neigung der Zeichenfläche mit Hilfe eines rechtwinkeligen Dreiecks 112 Projektionszeichenapparat mit Zeichentisch nach Bernhard. A b b . 131 . 112 Zeichnungen v o n Kunstseidequerschnitten. A b b . 132 113 Ergebnis der Ausmessung einer Zeichnung (verkleinert) 114 Eichung des großen ^lÄ&eschen Zeichenapparates. Tabelle 57 115 Keil zur Messung der Dicke von Wollquerschnitten (verkleinert). Abb. 133 116 Zeichnen in Lupenvergrößerung. Tabelle 58 116 Planachromate (Zeiß) als Mikroskopkondensoren 116 Zeichengestell nach A. Herzog. A b b . 134 118 Hanfstengelquerschnitt (Teilstück) mit einem ins Gesichtsfeld projizierten Bleistift. A b b . 135 119 Eichung des Abbildungsmaßstabes. A b b . 136 120 Eichdaten für den Planachromaten 9 fach {Zeiß) als Kondensor und Winkel Apochromat 5,2 fach als Betrachtungsobjektiv beim Zeichnen in schwacher Vergrößerung. Tabelle 59 122 Zum Zeichnen mit dem Planachromaten 9fach als Kondensor . . . . 122 Bastfasern v o n Malva crispa nach der Mazeration zur Längenmessung mit einem Meßrädchen vorbereitet. A b b . 137 123 Maßstab zur Verschiebung auf der Zeichnung ins Gesichtsfeld mit einem Achromatobjektiv A A projiziert. Abb. 138 123 Transversalmaßstäbe als Beispiele für den zeichnenden Mikroskopiker. A b b . 139—142 124^-125 Maßstäbe zur linearen Ausmessung von Mikrophotogrammen und Zeichnungen. Abbildungsmaßstäbe 200—1500 fach. Tabelle 60 u. A b b . 143 126-127 VII. L I C H T B R E C H U N G UND P O L A R I S A T I O N

128-145

Annähernde Bestimmung der Brechzahl v o n Flüssigkeiten. Verfahren Chamot-Wright 128-130 Eichung von polarisierenden Prismen und Filtern 128 Eichtafel Tabelle 61 und Schaubild 144 . . . 128-129 Praktische Auswertung der Lichtbrechung v o n echter Seide und verschiedenen Kunstseiden. Tabelle 62 130 Lichtbrechungsvermögen verschiedener Flüssigkeiten, die bei mikroskopischen Arbeiten Verwendung finden. Tabelle 63 131 Doppelbrechung verschiedener Faserstoffe. Tabelle 64 132 Eichung des Kompensators nach Berek. Tabelle 65 133 Interferenzfarben zwischen gekreuzten und parallelen Nicols. Tabelle 66 134 Eichung der Glimmertreppe nach A. Herzog. Tabelle 67 135 Additions- u. Subtraktionsfarben mit Grau I bis Orange I I . Tabelle 68 135-136

XIV

Inhaltsverzeichnis Polarisation der Pflanzenfasern mit besonderer Berücksichtigung der optischen Indexellipse. Abb. 145 Consecutiv- und Alternativstellung für die Fasern Flachs und Hanf. Abb. 146 Unterscheidung der wichtigsten pflanzlichen und tierischen Fasern im Polarisationsmikroskop. Tabelle 69 Anzulegende Sammlung mikroskopischer Präparate zum Studium verschiedener optischer Erscheinungen Feststellung, ob die Faser schwächer oder stärker lichtbrechend ist als das Einschlußmittel Gelatineseidequerschnitte in Anilin eingebettet. Die Faser ist schwächer lichtbrechend als Anilin. Abb. 147 Engbegrenzte zentrale Beleuchtungskegel Bestimmung der Polarisationsebene von Nicols, Polarisationsfiltern usw. Verschiedene Stärke der Doppelbrechung Abhängigkeit der Höhe der Interferenzfarben von der Dicke bzw. Querschnittsform der Faser Nachweis außerordentlich schwacher Doppelbrechung Ermittlung des Charakters der Doppelbrechung Auslöschung der Faser zwischen gekreuzten Nicols Verhalten bei schiefer Auslöschung Dichroismus der Fasern Praktische Anwendungen der Lichtbrechung und Polarisation bei der Untersuchung von Faserstoffen Untersuchungen ohne polarisierende Vorrichtungen Untersuchungen mit einem Polarisator Untersuchungen zwischen gekreuzten Nicols

VIII. VERSCHIEDENES

Seite

137 137 138 140 140 140 140 141 141 141 141 141 142 142 142 143 143 144 145

149-157

Zusammensetzung der wichtigsten Lichtfilter zu mikroskopischen Arbeiten 149 Besondere Anwendungen des Farbenverstärkungsfilters für Blau und Rot 150 Nach Wellenlängen relativ gut begrenzte Lichtfilter. Tabelle 70 . . . 1 5 1 Nach dem roten Ende des Spektrums gut begrenzte Lichtfilter. Tabelle 71 152 Gelatine-Lichtfilter zur Prüfung der Flammenfärbung einiger chemischer Elemente. Tabelle 72 153 Empfehlenswerte Farbglaszusammenstellungen zum vereinfachten Mikropolychromar. Tabelle 73 154 Beispiel für die Eichung eines .4Z>£>eschen Mikrospektralokulares. Die Na-Linie ist auf den Skalenteil 0,589 einzustellen. Abb. 148 . . . 155 Kreise in dichtester Lage. Abb. 149 und Tabelle 74 155-156 Zusammenstellung einiger Prüfungs- und Übungsaufgaben aus dem Gebiet der Fasermikroskopie (Textil- und Papierfasern) . . . . 156-159 IX. REAGENZIENVERZEICHNIS

160-189

Alphabetisches Verzeichnis der wichtigsten Reagenzien für Faserstoffuntersuchungen. Tabelle 75, 76 u. 78 und Abb. 150 160-189 Empfehlenswerte Filter für mikroskopische und mikrochemische Zwecke 189 A. Papierfilter 189 B. Asbestfilter .189 C. Glasfilter 189

Inhaltsverzeichnis X. ANHANG

XV Seite

190-198

Umrechnung von Aräometergraden in spezifisches Gewicht. Tabelle 77 190 Formeln zur Umrechnung von thermo metergraden nach Celsius, Reaumur und Fahrenheit 190 Tafel zur Verdünnung von Alkohol und Wasser. Tabelle 78 191 Verdünnung von Alkohol mit Wasser nach E. Mercker. Abb. 150 . . 1 9 1 Verdünnung von Flüssigkeiten 192 Lösungen und Chemikalien zur Trennung von Mineralgemischen. Tabelle 79 192 Äquimolekulargewichte und Refraktionswerte nach Wagner. Tabelle 80 193 Tropfentabelle. Tabelle 81 193 Maße und Gewichte. Tabelle 82 194 Englische und amerikanische Apothekergewichte. Tabelle 83 195 Vergleich der englischen und amerikanischen Flüssigkeitsmaße mit dem Kubikzentimeter. Tabelle 84 195 Mantissen der Briggschen Logarithmen (4stellig) 196-197 Verhältnisteile. Tabelle 86 198

I. EINLEITUNG Die laienhafte Vorstellung, daß zum erfolgreichen Arbeiten auf technischmikroskopischem Gebiete lediglich ein Mikroskop mit möglichst stark vergrößernden Objektiven und Okularen ausreichend sei, ist leider heute noch vielfach verbreitet. Wenn nun der angestrebte Zweck mangels theoretischer und praktischer Vorschulung ausbleibt, wird oft das Mikroskop mißmutig beiseite gestellt, oder der untersuchte Fall als auf diesem Wege überhaupt nicht lösbar bezeichnet. Es ist noch nicht lange her, daß selbst ausgezeichnete Lehrer und Forscher auf chemischem Gebiete keine allzu hohe Meinung von der Bedeutung mikroskopischer und mikrochemischer Arbeit hatten. Ich erinnere mich eines Vorfalles aus dem Jahre 1890, der mir in dieser Hinsicht als bezeichnend erscheint : Mein damaliger Lehrer in analytischer Chemie an der Wiener Technischen Hochschule, R. Benedikt, hatte durch Zufall von meinen umfangreichen mikroskopischen Arbeiten in den Laboratorien der bekannten Botaniker J. v. Wiesner und F. v. Hoehnel Kenntnis erhalten. Bei passender Gelegenheit sprach er mich in seinem Laboratorium mit den sarkastischen Worten an: „Lernen Sie lieber richtig analysieren, statt Ihre kostbare Zeit mit unfruchtbaren mikroskopischen Spielereien zu vergeuden". In diesem Zusammenhang ist es denn auch zu verstehen, daß er in seinem bekannten Werke über die chemische Analyse der Fette und Wachse die Mikroskopie dieser Stoffe mit wenigen Zeilen abtut, und nur erwähnt, daß nach Ansicht verschiedener Forscher das Aussehen der Fettkristalle im Polarisationsmikroskop charakteristisch sein soll. Von den klassischen mikrochemischen Arbeiten, die H. Molisch1 gerade damals mit besonderer Rücksicht auf die Verseifung der Fette veröffentlicht hatte, ist an keiner Stelle seines Buches Erwähnung getan. Die hauptsächlich durch die eingehenden mikroskopischen Untersuchungen von J. v. Wiesner, T. F. Hanausek, F. v. Hoehnel, A. Tschirch u. a. bedingte großartige Entwicklung der wissenschaftlichen Rohstofflehre der organisierten Stoffe des Tier- und Pflanzenreiches und der ungeheure Aufschwung der Mikrochemie in den darauffolgenden Jahrzehnten haben nun zwar einen Wechsel in diesen Anschauungen gebracht, ohne daß es aber im allgemeinen mit der Vorschulung des technischen Mikroskopikers wesentlich besser geworden wäre. Die dadurch bedingten vielfachen Mißerfolge werden nun allerdings nicht mehr offen zugegeben, sondern vorsichtig umschrieben. So wird z. B. häufig in ganz ungerechtfertigter Weise die mikroskopische Analyse 1

H. Molisch,

Grundriß der Histochemie der pflanzlichen Genußmittel. Jena 1891.

2

Einleitung

gemengter Gespinste gegenüber der chemischen Analyse als zu umständlich bezeichnet und daher abgelehnt. Dazu ist zu bemerken, daß der Untersuchende selbstverständlich mit der Handhabung der erforderlichen mikroskopischen Einrichtungen genau vertraut sein muß und ihre nötige Eichung nicht erst vor der Ausführung einer bestimmten Analyse vornehmen darf. Eicht denn der Chemiker seinen Präzisionsgewichtssatz und seine Meßgefäße erst unmittelbar vor Ausführung einer Analyse, und eignet er sich die zu ihrer Durchführung nötigen zahlreichen Handgriffe erst zu diesem Zeitpunkt an? Zu der angeführten Bestimmung des Mischungsverhältnisses von Fasern auf chemischem Wege sei noch kurz erwähnt: Vor der eigentlichen chemischen Trennung der Faser-Komponenten müssen die von der Herstellung bzw. Ausrüstung vorhandenen Fremdstoffe aller Art (Schlichte, Appret, Mattierungs- und Beschwerungsmittel, Spinnzusätze, wie Fette, Kohlenwasserstoffe usw., Farbstoffe u. a.) berücksichtigt bzw. entfernt werden, was die Arbeit natürlich recht langwierig macht. Auch die langsame Filtration der häufig schleimigen Lösungen ist ein weiteres Hemmnis bei der Durchführung der chemischen Analyse. Da ferner auch der ungelöst zurückbleibende Faseranteil der Mischung durch das angewandte Reagens merklich beeinflußt wird, ist die Benutzung eines Korrektionsfaktors zur Berichtigung des Analysenergebnisses nicht zu umgehen, was ebenfalls nicht zur Erhöhung der Genauigkeit und der Beschleunigung der Analyse beiträgt. Wo bleibt unter solchen Umständen die vielgerühmte Einfachheit in der Durchführung der chemischen Analyse gegenüber der mikroskopischen? Dabei darf nicht unbeachtet bleiben, daß in der Praxis häufig Fälle vorkommen, die auf chemischem Wege überhaupt nicht zu lösen sind. Es sei hier nur an Gemenge von kotonisiertem Flachs und Baumwolle erinnert. Bekanntlich ist der kotonisierte Flachs infolge der Glätte seiner Bastfasern für sich allein nicht vorteilhaft zu verspinnen, so daß ihm vor seiner Verarbeitung andere Fasern, zumeist Baumwolle, zugesetzt werden müssen. Wie will man nun bei der nahezu gleichen chemischen Zusammensetzung beider Fasern eine analytische Trennung auf chemischem Wege vornehmen? Auch bei Kunstfasergemischen ist oft eine chemische Trennung der Bestandteile nicht durchführbar, so daß man notgedrungen zum Mikroskop greifen muß. Ich sehe dabei ganz ab von der quantitativen Bestimmung der Papierfasern, die überhaupt nur auf mikroskopischem Wege möglich ist. Berücksichtigt man, daß die beim mikroskopischen Verfahren auszuführenden Arbeiten fast nur auf eine einfache Zählung der unterschiedlichen Fasern hinauslaufen und auch die zur Ermittlung des Gewichtsverhältnisses der Mischung erforderlichen Unterlagen sich auf eine bloße Schätzung oder Flächenbestimmung von Faserquerschnitten beschränken, so wird man kaum im Zweifel sein, welchem Verfahren der Vorzug zu geben sein wird. Unwillkürlich erinnert man sich dabei der Ausführungen F. v. Hoehnels im Vorwort seines bekannten Handbuches der Mikroskopie der technisch verwendeten Faserstoffe (1887): „Machtlos ist der Technologe und Chemiker gegenüber den heutigen Anforderungen bezüglich der Erkennung, Unter-

Allgemeine Winke

3

Scheidung und dem Nachweis von Fasern in Geweben und Papieren, wenn er nicht das Mikroskop zu Hilfe nimmt. In allen Fragen, die sich auf den sicheren Nachweis von Fasern beziehen, hat immer der Mikroskopiker das letzte Wort zu sprechen. Der technische Mikroskopiker oder der in einem technisch-mikroskopischen Laboratorium arbeitende Chemiker befindet sich bei seiner mikroskopischen Beschäftigung eigentlich im technisch-analytischen Laboratorium."

Allgemeine Winke für den Mikroskopiker 1. Beim Einkauf von Instrumenten und Apparaten beherzige man das alte Sprichwort: „Geh zum Schmied und nicht zum Schmiedl." Lieferanten von erstklassigen Mikroskopen sind u. a.: E. Busch-Rathenow, E. Leitz-Wetzlar, C. Reichert-Wien, W. & H. Seibert-Wetzlar, R. WinkelGöttingen und C. Zeiß- Jena. 2. Alle mikroskopischen Einrichtungen sind pfleglich zu behandeln, so daß sie jederzeit zur Verwendung bereitstehen. Sie sind vor schädlichen mechanischen und chemischen Einflüssen sorgfältig zu schützen. Instandsetzungsarbeiten, die einen tieferen Eingriff notwendig machen, dürfen nur von den bezüglichen Herstellern vorgenommen werden. 3. Die Herstellung von Lösungen ist nicht willkürlich, sondern stets nach Vorschrift vorzunehmen. Flüssigkeiten sind öfter zu erneuern und sorgfältig zu filtrieren (Glasfilter der Firma Schott & Genossen, Jena), um sie von Absätzen und etwaigen sonstigen Verunreinigungen frei zu halten (besonders wichtig, wenn die mikroskopischen Präparate zur Herstellung von photographischen Aufnahmen dienen sollen). Flüchtige Reagenzien, wie Ammoniak, Kupferoxydammoniak, Salzsäure usw., sind in besonderen Stiftgläschen mit gut aufgeschliffener Kappe aufzubewahren. Feste und flüssige Reagenzien dürfen niemals im Instrumentenschrank untergebracht werden. 4. Der für das Mikroskop bestimmte Arbeitstisch ist in der Nähe eines Fensters so aufzustellen, daß das Licht von vorn einfällt. Die oft gegebene Vorschrift, daß das Fenster nach Norden gerichtet sein müsse, ist zwar gut, aber nicht immer zu verwirklichen. Seitlich einfallendes Licht ist wegen der stattfindenden unangenehmen Spiegelungen an der Okularlinse und wegen der gleichzeitigen Auflichtbeleuchtung des Präparats nicht, zu empfehlen. Grelle Beleuchtung schädigt die Augen und ist daher sorgfältig zu vermeiden. 5. Beim Mikroskopieren sind beide Augen offen zu halten. Ob man beim monokularen Mikroskop mit dem rechten oder linken Auge beobachtet, ist ziemlich einerlei; nur beim Zeichnen mittels des „Doppeltsehens" beobachtet man mit dem linken Auge, während das rechte auf die Zeichenfläche blickt. 6. Alle Objektive und Okulare sind sorgfältig sauber zu halten und besonders vor Staub zu schützen. Im Bedarfsfall sind sie mit gewaschenem feinem Rehleder, das nur zu diesem Zweck dient und in einer besonderen

4

Einleitung

Schachtel staubgeschützt aufbewahrt wird, zu reinigen. Immersionssysteme und die Frontlinse des Kondensors sind sofort nach Aufhören der Arbeit vom anhängenden Zedernöl zu befreien. Es geschieht dies am besten mit einem wiederholt gewaschenen feinen Leinenläppchen und mit etwas Xylo], das man auf das Läppchen träufelt. Alkohol ist zu vermeiden, da er die Lackierung der Metallteile löst. Ein Auseinanderschrauben der Objektive behufs Reinigung der Innenflächen der Linsen ist unter allen Umständen zu unterlassen, da es die Zentrierung gefährdet. Im Bedarfsfall, der aber praktisch nur selten eintreten wird, ist das Objektiv an die bezügliche optische Werkstätte einzusenden. 7. Die mikroskopische Untersuchung hat mit schwacher Vergrößerung zu beginnen, um einen Überblick über das Präparat zu erhalten. Erst nach gründlichem Absuchen und gegebenenfalls Markieren passender Stellen wird zur starken Vergrößerung übergegangen. 8. Bei mikroskopischen Messungen und Zeichnungen mit einem mikroskopischen Zeichenapparat ist stets auf eine parallaxfreie Einstellung des Präparats zu achten. Auch die vorgeschriebene bzw. bei der Eichung festgesetzte Tubuslänge ist streng einzuhalten. 9. Über alle gemachten Beobachtungen und Eichungen ist genau und möglichst ausführlich Buch zu führen, denn das Gedächtnis allein ist ein zu unsicherer Faktor. 10. Beim Aufhören der Arbeit muß sofort aufgeräumt werden. Der Arbeitstisch muß so aussehen, als ob gar nicht gearbeitet worden wäre. Auf Ordnung und Sauberkeit ist überhaupt größter Wert zu legen. Das Mikroskop wird zweckmäßig auf dem Arbeitstisch unter einer dickwandigen Glasglocke staubsicher aufbewahrt. Bei Durchsicht der neueren, hervorragend ausgestatteten Preislisten unserer ersten optischen Firmen wird so mancher ältere Mikroskopiker leicht entmutigt sein, wenn er einen Vergleich der in Hülle und Fülle angebotenen Neuerungen mit den in seinejn Besitz befindlichen älteren Einrichtungen zieht. Demgegenüber ist aber zu bemerken, daß das neu Angebotene in vielen Fällen nur der Bequemlichkeit des Arbeitenden entgegenkommt, ohne in Wirklichkeit etwas grundsätzlich Neues darzustellen. Auch muß dahingestellt und der Erprobung überlassen bleiben, zu entscheiden, ob viele der Verbesserungen auch tatsächlich sich als praktischer bewähren als das schon Vorhandene. Der mit Glücksgütern weniger reich Gesegnete möge also seine Arbeiten mit den ihm zur Verfügung stehenden älteren Einrichtungen ruhig fortsetzen; der Erfolg wird ihm bei ausreichender Geschicklichkeit und Ausdauer und der genauen Kenntnis dessen, worauf es wissenschaftlich ankommt, auch weiterhin treu bleiben.

II. ALLGEMEINES An dem Zustandekommen des mikroskopischen Bildes sind, wie die grundlegenden Untersuchungen Abbes1 gelehrt haben, Beugungserscheinungen in hervorragendem Maße beteiligt. Mit Recht betont der Genannte: „Der erste Schritt zu jedem Verständnis des Mikroskops besteht darin, die wohlfeile Annahme unserer Vorfahren, daß das mikroskopische Sehen eine Nach-

A b b . 1. A p e r t o m e t e r p l a t t e n a c h

Metz.

ahmung des makroskopischen sei, aufzugeben und sich mit dem Gedanken vertraut zu machen, daß es eine Sache sui generis ist, daß man aber nicht das Recht hat, hierüber auf Grund der optischen Erscheinungen bei Körpern beträchtlicher Größe etwas auszusagen." Unter diesen Umständen kann nur dringend empfohlen werden, daß sich jeder Mikroskopiker mit Hilfe des ^4Weschen Diffraktionsapparats selbst davon überzeugt, daß unter Umständen im Mikroskop Strukturen vorgetäuscht werden können, die mit der Wirklichkeit nichts zu tun haben. An Hand der trefflichen, überaus klar und einfach geschriebenen Anleitung von H. Ambronn und H. Siedentopf1 ist es 1

E. Abbe, Gesammelte Abhandlungen, Bd. I. S. 374.

6

Allgemeines

Abweichungen der mit dem Abbeschen Apertometer bestimmten numerischen Aperturen einiger Mikroskopobjektive von den Sollaperturen (auf der Fassung der Objektive in der Regel eingraviert) Tabelle 1

Mikroskopobjektiy

Achr. Plana ehr. Achr. Achr. Apochr. Apochr. Achr. Achr. Achr. Achr. Achr. Achr. Achr. Achr. Apo. Achr. Achr. Achr. Achr. Achr. Achr. Achr. Fluorit Apo. 1 Apo.2 Achr.

u.

!

/ = 16mm

10f., AA 15 fach, B 3a 30 fach (29,3 fach) kurz gef. j» 3b 20fach, B D •,0l -0,05 0 + 0,02 -0,08 0

0,76

0,80

-0,04

170

0,81 0,82

0,82 0,82

-0,01 0

O. Seibert, Wetzlar

170

0,84

0,85

-0,01

E. Leitz, Wetzlar

200

0,93

0,85

+ 0,08

E. Leitz, Wetzlar C. Zeiß, Jena C. Zeiß, Jena

170 160 160

0,90 0,95 0,95

0,95 0,95 0,95

-0,05 0 0

C. Zeiß, Jena

160

0,91

0,91

0

C. Zeiß, Jena O. Seibert, Wetzlar C. Zeiß, Jena

160 170 190

0,85 1,30 1,28

0,85 1,30 1,30

0 0 -0,02

Korrektionsring des Objektivs aul 0,18 mm eingestellt.

170

0,40

0 -0,03 -0,01

160

0,55

0,66 0,67 0,72 0,75

Apertur

7

ein leichtes, die klassischen Versuche Abbes zu wiederholen und sich durch den Augenschein das Verständnis der zum Zustandekommen des Bildes so wichtigen Beugungserscheinungen zu verschaffen. Wo vorhanden, kann zur weiteren Vorschulung auch ein Apertometer nach Abbe, Metz (Abb. 1) u. a. zur Bestimmung der numerischen Apertur eines Mikroskopobjektivs herangezogen werden. Für praktische Zwecke kommt dies allerdings weniger in Betracht, da die auf den Objektiven unserer namhaften optischen Firmen eingravierten numerischen Aperturen in der Regel Mindestwerte darstellen und daher keiner besonderen Nachprüfung bedürfen (Tabelle 1). Nach Abbe findet die numerische Apertur (a) ihren mathematischen Ausdruck in der Formel: a = n • sin u. In ihr bedeuten n die Brechzahl des zwischen dem Objektiv und dem Präparat befindlichen Mediums und u den halben Öffnungswinkel des Objektivs. Ist n = 1 (Luft) und u = 90°, so erreicht a den Wert 1, d. h. bei einem Trockenobjektiv ist der höchst erreichbare Wert der Apertur gleich 1 (praktisch etwas unterschritten). Über die große Bedeutung der numerischen Apertur und anderer, für den Mikroskopiker wichtigen Dinge unterrichtet sehr gut der von Mayer-Meggenhofen2 herausgegebene „Ratgeber", dessen Studium daher zu empfehlen ist. Bei genauerer Durchsicht verschiedener Fachschriften wird man finden, daß gerade für den Anfänger bestimmte Anleitungen oft unklare, ja sogar unrichtige Angaben über die Bedeutung der numerischen Apertur enthalten. Zum Beweise dessen führe ich z. B. die von A. Niklitschek3 herausgegebene, sonst gute Anleitung „Mikrophotographie für Jedermann" an. In den Abbildungen 35 a und b dieser Schrift, die die Wirkung der Kondensoririsblende auf eine Kieselschale von Pleurosigma angulatum darstellen sollen, heißt es, daß die Bilder mit einem Zeiß-Apochromaten lOfach und einem Photokular 18fach aufgenommen seien. Mit Staunen nimmt man jedoch bei dem mit 3 / i geöffneter Irisblende des Kondensors aufgenommenen Bilde die bekannte iSechseckfeider ung dieser Kieselschale wahr, was doch mit einem Objektiv mit lOfacher Eigenvergrößerung und der numerischen Apertur 0,3 niemals möglich ist! Irrtümer solcher Art dürften jedenfalls in einem für Anfänger bestimmten Buche nicht enthalten sein, da sie nur dazu angetan sind, eine heillose Verwirrung anzurichten. Es ist begreiflich, daß im Verlaufe der Jahre in jedem Laboratorium Okulare und Objektive verschiedener Firmen zusammenkommen und naturgemäß durcheinander benutzt werden (Tabelle 2). Es ist nun von großer Wichtigkeit, alle möglichen Kombinationen dieser Objektive und Okulare durch unmittelbaren mikroskopischen Vergleich auf ihre Bildgüte und praktische Brauchbarkeit zu prüfen. Bei diesem Vergleich wird man z. B. finden, daß zu einem bestimmten Objektiv die Okulare einer anderen Firma besser passen als solche, die von dem Hersteller des Objektivs geliefert werden. So 1

H. Ambronn ü. H. Siedentopf, Übungen zur wissenschaftlichen Mikroskopie, 2. H. Leipzig 1913. 2 A. Mayer-Meggenhojen, Mikroskopischer Ratgeber. Stuttgart, ohne Jahreszahl. 3 A. N. Niklitschek, Mikrophotographie für Jedermann. Stuttgart 1937.

8

Allgemeines

Verzeichnis der (mir) zur Verfügung stehenden Mikroskopobjektive (Nur bei einer größeren Anzahl vorhandener Obkjetive zusammenzustellen) Tabelle 2 schwächste

Vorwiegende Bestimmung des Objektivs für

Durchlicht

•Ö

t-> O ä ?

«& a> > 1

Brennweite in mm

experimentell bestimmt

41,7

7

76,15 69,11 62,81 50,60 45,57 36,70

Huygens-Ok. l O f a c h (neu) . Kompensat.-Ok. N r . 8 ( a l t ) . Huygens-Ok. 12 fach (neu) . Kompensat.-Ok. N r . 8 (alt) Orthoskop. Ok. / = 20 mm .

25,0 22,5 20,8 21,0 20,0

10 11,1 12 11,9 12,5

22,83 21,23 21,17 20,14 19,39

Kompensat.-Ok. N r . 12 (neu) Komplanat. Ök. N r . 5 (alt) . Kompensat.-Ok. N r 12 (alt) Huygens-Ok. 20fach (neu) . Periskop. Ok., 25fach . . . Orthoskop. Ok. / = 9 mm .

16,7 14,3 15,0 12,5 10,0 9,0

15 17,5 16,7 20 25 '28

16,11 15,74 14,29 11,71 11,36 8,78

L. Z. W. R. L. Z.

Projekt.-Ok. N r . 1 . . . . ICompensat.-Ok. 3 fach (neu) Komplanat. Ok. N r . 1 (alt) Fadenkreuz-Ok. N r . I I . . Projekt.-Ok. N r . 2 . . . . Kompensat.-Ok. N r . 4 (alt)

S. L. S. Z. Z. Z. W. L. B. S. Z.

Näheres siehe Metzner-Zimmermann,

—

83,0 62,5 62,5 —

3 4 5 —

Eigenver- ' größg.

3,28 3,40 3,98 4,94 5,49 6,81

6 fi0 1 >s tì o° 'S e

B < D 9S S «- »a> s a OO

A c

SN fc ££

+ 13,3 0,5 1,2 • —

-

2,7

10,95 11,78 11,81 12,42 12,89

+ + + +

9,5 6,1 1,6 4,4 3,1

15,62 15,89 17,49 21,35 22,01 28,48

+ 3,5 9,2 + 4,7 + 6,8 -12,0 +

1,7

Das Mikroskop. 2. Aufl., S. 302. Leipzig u. Wien 1928.

Als Beispiel sei hier auf die Eichung eines mikroskopischen Zeichenapparates hingewiesen. Angenommen, ein Vorversuch hätte den Abbildungsmaßstab 1: 517,6 ergeben. Es wäre nun aus mehrfachen Gründen nicht zweckmäßig, diesen Abbildungsmaßstab einer Zeichnung zugrunde zu legen. Schon lineare Messungen wären recht umständlich, da die mit einem gewöhnlichen Maßstab gemessene Länge einer Strecke im Bilde noch durch die Zahl 517,6 zu dividieren wäre, um die wahre Größe zu erhalten. Noch unangenehmer wäre es, bei einer Flächenmessung, etwa einem gezeichneten Faserquerschnitt, die wahre Fläche durch Division der planimetrisch gemessenen Fläche in das Quadrat des Abbildungsmaßstabes, also 517,6 • 517,6 = 267909,8 zu ermitteln. Eine wesentliche Vereinfachung erfährt die Berechnung in beiden Fällen, wenn der Abbildungsmaßstab 1: 500 gewählt wird, was durch einige Versuche leicht zu erreichen ist (Änderung der Tubuslänge oder der Höhe der Zeichenfläche). Man wird also aus Zweckmäßigkeitsgründen die Abbildungsmaßstäbe von Zeichnungen und Lichtbildern nicht willkürlich wählen, sondern sie einer entsprechenden Normreihe anpassen. Auch bei der Eichung von Schrauben- und Okularmikrometern, Deniermetern, Planimeterplättchen usw. wird man bestrebt sein, die spätere Berechnung der gesuchten Größe möglichst zu vereinfachen.

14:

Allgemeines

Abbildungsmaßstäbe, Gesichtsfelddurchmesser 4 Objektiven und verschiedenen Okularen

und Gesichtsfeldflächen

von

Bezeichnung siehe Fußnoten

Mikroskopstativ (Zeiß) Nr. 101,066, Objektive an 4fachem Revolver mit großem Schlittenstück, Tubus ganz eingezogen. Tabelle 7 Ob j e k t i v Leitz (3b) « = 0,4

Seibert a = 0,65

Stach

(mit Ansatz)

(36 fach)

F

12 8,00 50,27

24 3,77 11,16

54 1,68 2,22

143 0,59 0,27

Z. Huygens-Ok. Nr. 2* mit erweitertem Gesichtsfeld, 4 fach

A D F

12 8,87 61,79

24 4,38 15,07

54 1,99 3,11

143 0,71. ' 0,40 ;

Z. Kompensationsokular Nr. 4 (alt), 7 fach (6,81 fach)

A D F

20 6,42 32,37

41 3,04 7,26

92 1,35 1,43

245 0,48 0,18

Z. Mikrometerokular Nr. 4 (neu), 10 fach

A D F

30 6,05 28,75

60 3,00 7,07

135 1,38 1,50

400 .0,49 0,19

L. Kompensationsokular Nr. 8. 11,1 fach (ll,78fach)

A D F

35 3,41 9,13

71 1,69 2,24

159 0,77 0,47

424 0,27 0,06

Z. Orthoskop. Okular / = 20 mm, 12,5 fach (12,89fach)

A D F

39 7,33 42,20

77 3,44 9,29

174 1,53 1,84

464 0,54 0,23

L. Kompensationsokular Nr. 12 (alt), 16,7fach (17,49fach)

A D F

53 2,80 6,16

105 1,38 1,50

236 0,63 0,31

630 0,22 0,04

Z. Orthoskp. Okular / = 9 mm 28fach (28,48fach)

A D F

95 2,25 3,98

171 1,12 0,99

384 0,50 0,20

1025 4 0,18 0,03

Okular

W. Komplanat. Ok. Nr. 1, 4fach (3,98fach)

A1 D2 3

1 Abbildungsmaßstab (A). " Durchmesser des Gesichtsfeldes in mm (D).

Zeiß (a2)

Stach

Zeiß (aa) a = 0,1

13,5 fach

40 fach

3

Fläche des Gesichtsfeldes in m m ' (F). * Leere Vergrößerung.

Selbstverständlich müssen alle auf die Eichung bezüglichen Angaben tunlichst ausführlich, etwa so wie dies in dem vorliegenden Buche angegeben ist, aufgezeichnet werden. Der Kontrolle halber ist die Eichung von Zeit zu Zeit zu wiederholen. Eine weitere Vereinfachung der bei mikroskopischen Arbeiten häufig vorkommenden Berechnungen ermöglichen Tabellen, Schaubilder, Maßstäbe, Planimeterharfen, Quadratschätzplatten, Doppelleitern und Fluchtlinientafeln, deren Rechengenauigkeit, wie man sich leicht überzeugen kann, allen in der Praxis gestellten Anforderungen vollauf genügt. Zum mindesten ermöglichen

15

Starke Okulare

besonders die „rechnenden Zeichnungen" eine außerordentlich bequeme Nachprüfung der durch unmittelbare Berechnung gefundenen Werte. Auf die Eichung von Skalen und die richtige Einstellung der Hilfsgeräte verwende man die größte Sorgfalt, denn von ihr hängt die Genauigkeit und Verläßlichkeit der späteren speziellen Untersuchungen ab. Eingehende Vermerke über die vorgenommenen Eichungen sind unter allen Umständen erforderlich. Man verlasse sich niemals auf sein Gedächtnis, denn diö Erfahrung lehrt, daß man die vielen scheinbar nebensächlichen, in Wirklichkeit aber sehr wichtigen Einzelheiten unmöglich dauernd im Kopfe behalten kann. Zum mindesten ist es sinnlos, das Gehirn mit einem Wust von Zahlen und anderen Dingen zu belasten.

Z u m Gebrauch starker Okulare Gegen den Gebrauch starker Okulare besteht heute noch ein Vorurteil, das weder theoretisch noch praktisch gerechtfertigt ist. So z. B. heißt es in dem in medizinischen Kreisen weitverbreiteten Werke von G. Schmarl: Die patholögisch-histologischen Untersuchungsmethoden, Leipzig 1928, 15. Auflage, S. 9: „Zu warnen ist vor dem Gebrauch starker Okulare bei stärkeren Objektivsystemen, da die ersteren, ohne wesentlich mehr zu leisten, das Gesichtsfeld verkleinern und verdunkeln und die Augen des Untersuchers übermäßig anstrengen." Schon E. Abbe läßt sich in seiner berühmten Abhandlung: „Über Verbesserungen des Mikroskops mit Hilfe neuer Arten optischen Glases", Sonderabdruck aus den Sitzungsberichten der Medizin.-Naturwiss. Gesellschaft zu Jena vom 9. Juli 1886, zur Frage der Benutzung starker Okulare wie folgt vernehmen: Angesichts der noch sehr verbreiteten Meinung, daß die Anwendung starker Okulare an sich unvorteilhaft sei, daß diese Lichtmangel herbeiführten und daß man deshalb für höhere Vergrößerungen grundsätzlich Objektive von kurzer Brennweite und schwache Okulare fordern müsse, dürfte es nicht überflüssig sein, darauf hinzuweisen, daß eine solche Ansicht weder theoretisch sich rechtfertigen läßt, noch einer richtig gedeuteten Erfahrung entspricht, sondern aus einer unberechtigten Verallgemeinerung gewisser Beobachtungen entsprungen ist. Die starken Okulare geben dann ,dunkle' Bilder, wenn durch ihre Anwendung überhaupt zu hohe (,leere') Vergrößerung herbeigeführt wird, d. h., wenn die Gesamtvergrößerung über diejenige Ziffer hinaus sich steigert, bei welcher der Inhalt des Bildes, wie er durch die Apertur des Objektivs sich bestimmt, für das Auge erschöpft ist; und außerdem, wenn die Strahlenvereinigung durch das Objektiv zu unvollkommen ist, um die betreffende Vergrößerung zu vertragen, ohne daß die Fehler sichtbar werden. Wenn weder der eine noch der andere Fall vorliegt, so ist es auch für den subjektiven Eindruck der Helligkeit durchaus gleichgültig, ob die betreffende Vergrößerung durch ein starkes

16

Allgemeines

Objektiv mit einem schwachen Okular oder durch ein schwächeres Objektiv von gleicher Apertur mit einem stärkeren Okular erzielt worden ist. Die objektive Lichtstärke des Bildes aber hängt in jedem Falle nur von der Apertur und Gesamtvergrößerung ab, gleichgültig wie die letztere durch Brennweite des Objektivs, Tubuslänge und Brennweite des Okulars sich bestimmt." Nach E. Abbe1 war die Grenze einer vollkommen befriedigenden Bildschärfe der besten Achromatobjektive der damaligen Zeit (1883) bei einer Übervergrößerung von 4—6 fach durch das Okular und der vorgeschriebenen Tubuslänge erreicht. Erst durch Einführung der Apochromate (1886) gelang es, das Maß der zulässigen Übervergrößerung auch bei den größeren Aperturen auf 12 bis 15, bei den mittleren und schwächeren Objektivsystemen aber noch beträchtlich höher (28) zu steigern. Seither erfuhren aber auch die meisten benutzten Achromatobjektive so weitgehende grundlegende Verbesserungen, daß bei ihnen die Benutzung starker Okulare ohne Einbuße an Bildschärfe möglich ist. Auch die Konstruktion besonderer Okulare (Kompensations-, orthoskopische, periskopische, periplanatische, komplanatische u. a. Okulare) hat zu wesentlich besseren optischen Leistungen geführt, die besonders in der Mikrophotographie zum sichtbaren Ausdruck kommen (Bildschärfe, ebeneres und erweitertes Gesichtsfeld). Zusammenfassend läßt sich über den Gebrauch stärkerer Okulare folgendes aussprechen: 1. Die Folgen der optischen Vervollkommnung der Objektive und Okulare machen sich vor allem dadurch bemerkbar, daß der Mikroskopiker von heute mit einer geringeren Anzahl von starken Objektiven das Auslangen findet, weil er mit ein und demselben Objektiv bei Benutzung stärkerer Okulare viel mehr und auch stärkere Vergrößerungen durchlaufen kann. 2. Der Wechsel von Okularen ist einfacher und daher rascher zu bewerkstelligen als der von Objektiven. Besonders augenfällig wird dieser Umstand, wenn der vom Zeißwerk gelieferte vierfache Okularrevolver angewandt wird. Ich benutze bei Faser- und Papieruntersuchungen diesen Revolver mit den Okularen: Mikrometerokular 5 fach, Orthoskopisches Okular f = 20 mm, 12,5 fach, Kompensationsokular 15 fach, Orthoskopisches Okular / = 9 mm, 28 fach. Als Objektive sind an einem 4fachen Achromatobjektiv 6fach ,, 12,5,, 20 „ 40 „

Revolver angebracht: (aa von Zeiß), (3a von Winkel), (C von Zeiß), (D von Zeiß).

3. Stärkere Okulare ergeben im allgemeinen ein ebeneres Gesichtsfeld als schwächere. So liefert z. B. das orthoskopische Okular / = 9 mm in Ver1

Abbe, On the relation of aperture and power etc. Journ. R. Soc. of micr. 1883, Ser. II, Vol. III, p. 800.

17

Starke Okulare

bindung mit dem Objektiv 40fach ein fast vollkommen geebnetes Bild und ein stark erweitertes Gesichtsfeld (Tabelle 3). 4. Kommt es auf eine möglichst vollständige Ausnutzung der numerischen Apertur eines Objektivs an, so hat der Abbildungsmaßstab annähernd das 500—1000fache der numerischen Apertur zu betragen (förderliche Vergrößerung). Der Betrachtungswinkel beträgt hierbei 2—4', so daß die feinsten Einzelheiten, die das Objektiv überhaupt auflöst, vom Beschauer deutlich wahrgenommen werden können. Da z. B. das Objektiv 40fach die numerische Apertur a = 0,65 zeigt und ihm daher die förderliche Vergrößerung 325—650 zukommt, wäre zur Erreichung der letzteren ein Okular mit 8—16facher Eigenvergrößerung erforderlich (Tabelle 4). Mit einem schwächeren Okular wäre dieses Vergrößerungsintervall nicht zu erreichen, da eine etwaige Vergrößerung des Bildes durch eine größere Tubuslänge wegen der wesentlichen Verschlechterung der Bildgüte nicht in Frage käme. 5. Ist die Unbequemlichkeit, die früher der Anwendung stärkerer Okulare anhaftete (eine Art „Schlüssellochbetrachtung") dadurch behoben, daß die Austrittspupille auch der stärksten Okulare heute so hoch über der Okularaugenlinse liegt und der Durchmesser dieser Linse so groß gewählt ist, daß keinerlei Störungen bei der mikroskopischen Betrachtung vorkommen. 6. Der Abstand des mikroskopischen Präparats von der Frontlinse des Objektivs hängt von der Eigenvergrößerung des Objektivs ab, d. h., mit steigender Eigenvergrößerung nimmt dieser Abstand ab. Durch den alleinigen Wechsel des Okulars wird dieser Abstand nicht wesentlich geändert, d. h., dort, wo ein möglichst großer Präparatabstand erwünscht ist, wie etwa bei mikrochemischen Arbeiten, empfiehlt sich die Anwendung schwacher Objektive und starker Okulare. 7. Starke Okulare sind auch beim Zeichnen mit einem mikroskopischen Zeichenapparat nicht selten erwünscht und angebracht, sofern das Maß der förderlichen Vergrößerung nicht allzusehr überschritten wird. Nachstehend einige Beispiele für die bequeme Benutzung der Eichtabellen. 1. Dickenmessung eines gerauhten

Baumwollgewebes.

Ein Stück des mit einem scharfen Messer durchschnittenen Gewebes wird mit der Schnittfläche nach oben in den Hilfsapparat nach A. Herzog1 (Abb. 40) vertikal eingespannt und der vorstehende Teil mit einem Okularmikrometer seiner Dicke nach ausgemessen. Als Optik wird z. B. nach Tabelle 9 der Zeiß-Achromat 3 fach (a2) und das Stufenmikrometerokular Nr. 2 von Leitz gewählt. Die Tubuslänge hat 174 mm zu betragen. Der Teilwert des Okularmaßstabes beträgt 30/1. Deckt die Dicke des Gewebes 60 Intervalle, so ist dessen Dicke 60 • 30 = 1800¿i = 1,8 mm. Infolge der leichten Zusammendrückbarkeit des gerauhten Gewebes kommt hier die sonst übliche Dickenmessung mit einem Taster nicht in Betracht. 1

P. Heermann u. A. Herzog, Mikroskopische und mechanisch-technische Textiluntersuchungen. S. .48. Berlin 1931,

Allgemeines

18 Einstellung auf eine bestimmte mechanische Tubuslänge Gültig für Zeiß' großes Mikroskopstativ Nr. 101.066. Tabelle 8

des

Mikroskops1

Einstellung der T e i l u n g a m . T u b u s in m m Gewünschte Tubuslänge

W e c h s e l v o r r i c h t u n g f ü r das O b j e k t i v

ohne

mit

Objektivansätzstück (Länge 30 m m )

160

Objektiv am kleinen Schlittenobjektivwechsler und dieser an einem großen Tubusschlittenstück angeschraubt

170 190

3

200 4

Das gleiche gilt, wenn das Objektiv an einem 4fachen Revolver und dieser an einem großen Tubusschlittenstück angeschraubt ist

160 170 190 200

160 2

170 190

160

200

170

176,5 Objektiv unmittelbar an einem großen Tubusschlittenstück angeschraubt

— •

(Tubus fast ganz eingeschoben)

—

186,5 206,5

176,5

216,5

186,5

1 Als „mechanische Tubuslänge" ist in allen Fällen der Abstand v o m oberen T u b u s r a n d bis zur .Anschraubfläche des O b j e k t i v s zu verstehen. Bei einem von mir s t a r k b e n u t z t e n Mikroskopstativ von Zeiß s t i m m t die mechanische Tubuslänge einschließlich des zwischengeschalteten großen u n d kleinen Schlittenwechslers mit der Bezifferung der Teilung am inneren T u b u s r o h r ü b e r e i n , weil das Stativ gleichzeitig mit den Objektivwechslern bezogen w u r d e . Bei B e n u t z u n g anderer Hilfseinricht u n g e n m u ß jedoch deren H ö h e berücksichtigt w e r d e n . Schwache u n d m i t t e l s t a r k e O b j e k t i v e sind, was Bildgüte a n b e l a n g t , ziemlich u n e m p f i n d l i c h gegen Abweichungen von der vorgeschriebenen T u b u s l ä n g e (bei Zeiß in der Regel 160 m m , bei Leitz 170 m m ) ; dagegen ist diese bei s t a r k e n Objektiven genau einzuhalten, ebenso ist sie a u c h bfii allen Eichungen sorgfältig zu b e a c h t e n . E s ist d a h e r u n t e r allen U m s t ä n d e n notwendig, die T u b u s l ä n g e mit einem M a ß s t a b (Schublehre) nachzumessen. ' Da d a s Mikroskopstativ und die V/echselvorrichtungen gleichzeitig bezogen w u r d e n , s t i m m t die Bezifferung der Teilung a m T u b u s a u s z u g mit der wirklichen T u b u s l ä n g e überein (also z. B. 160 m m N o r m a l t u b u s l ä n g e f ü r die Zeißobjektive mit 160 m m a m T u b u s a u s z u g ) . 3 N o r m a l e T u b u s l ä n g e f ü r k u r z g e f a ß t e O b j e k t i v e (Zeiß, Reichert). ' N o r m a l e T u b u s l ä n g e f ü r k u r z g e f a ß t e O b j e k t i v e (Leitz, Seibert, Winkel).

2. An der Oberfläche eines Papieres befindet sich ein Bronzefleck, der im bildungsmaßstab 1: 50 photographisch aufgenommen werden soll.

Ab-

Nach dem Schaubild (Abb. 53) gibt z. B. der Zeiß-Planachromat 9fach mit dem Kompensationsokular 3 fach (Nr. 2) bei der Einstellung der Kamera auf 94,5 cm an der Laufstange den gewünschten Abbildungsmaßstab. Die Tubuslänge hat 174 mm zu betragen. Bei Verwendung anderer Objektiv- und Okularkombinationen könnte das gleiche Ergebnis noch in 11 anderen Fällen erzielt werden (vgl. Schaubild 53). Wie man sieht, erleichtern solche Zusammenstellungen die Übersicht und die Auswahl der entsprechenden Optik bzw. die Einstellung auf einen der Normreihe angehörenden Maßstab und sollten daher niemals unterbleiben.

Tubuslänge

19

3. Es ist der Querschnitt einer Viskose-Einzelfaser im Abbildungsmaßstab 1:1500 zu zeichnen und auszumessen. Nach der Tabelle 57 gibt der Apochromat 60fach (Zeiß) (Korrektionsring auf die Zahl 0,17 eingestellt) mit dem Kompensationsokular Nr. 12 (Zeiß) bei der Tubuslänge 178 mm, dem entsprechend aufgesetzten großen ^¿¿»eschen Zeichenapparat und der schräg gestellten Zeichenfläche des Zeichentisches nach Bernhard (Einstellung auf den Winkel 60° und die Höhenmarke 2) den gewünschten Abbildungsmaßstab 1: 1500. Wäre aus dem gezeichneten Faserquerschnitt z. B. das Metergewicht der Faser abzuleiten (bei der Berechnung des Mischungsverhältnisses von Fasern erforderlich), so müßte z. B. die Fläche mit der Quadratschätzplatte (Abb. 15) ausgezählt und aus der Anzahl der gefundenen Schätzquadrate das Gewicht abgeleitet werden. Angenommen, es seien 25,5 Quadrate ausgezählt worden, so berechnet sich das Metergewicht der Faser nach der Tabelle 22 zu 0,027 • 25,5 = 0,689 mg oder abgerundet 0,7 mg.

III. MIKROSKOPISCHE MESSUNGEN A. Lineare Messungen Eichung

einiger

Mikrometer

okulare

Zeiß' großes photographisches Schlittenwechsler.

für verschiedene

Objektive

( A b b . 8—11)

Mikroskopstativ Nr. 101.066, großer und kleiner Tabelle 9 Mikrometerokular

Bezeichnung des O b j e k t i v s nach Angabe der F i r m a 1

L. Nr. 2 (Stufenteilung

n. Metz

W> in ju

Z. Achr. 3 fach (a2) . W. Apochr / = 24mm Z. Achr. 6 fach (aa) . Z. Achr. 8 fach (A) . Z. Planachr. 9 fach . Z. Achr. 10 fach (AA) Z. Apochr. 10 f. (neu) W..Achr. 3a . . . . L. Achr. 3b mit Ansatz W. Achr. 4 a . . . . Z. Achr. C Z. Apochr. 20f. (neu) W. Achr. 5a . . . . Z. Apochr. 40 f. (neu) Einst. 0,17 mm. . . S. Achr. 40 fach . . . Z. Apochr. 60 fach Einst. 0,17 mm. . . Se. Achr. 60 fach . . L. Doppelfl. 7b . . .

Z . N r . 2* mit r o t e r

30 17 16 12 10 10 10 7 7 5 4,5 5 3,5

T>

Z. Nr. 2, Goniometer mit schwarzer

Teilung n. Gebhardt T D it in mm

Schraubenmikrometer

W T T it in m m in ¡1 in m m

174,0 160 181,6 200 159,3 40 — 171,2 — 100 172,9 20 169,0 90 168,4 100 161,2 20 — 170,9 — 70 174,6 15 179,4 50 199,9 65 164,8 14 — 164,4 — 60 161,6 12 — — — 174,1 — 13 — 185,3 — 40 195,9 10

— 163,1 — 183,9 200 165,6 — 172,1 — • — 173,9 — 162,9 120 172,3 — 176,8 — 172,0 110 186,9 164,9 90 166,5

184,0 176,4 167,5 168,9 167,4

162,8 159,3 160,6 183,5 168,4

2,5 166,9 2,5 183,6 1,5 192,0 1,5 199,0 1,5 184,8

T

Z.Kompens.Ok. Nr. 6

in

in m m

V

W. Kompl.Ok. N r . 2

in p in m m

40 —

24 —

178,5 • —

176,1 —

20 163,2 —

—

15 169,0 — .

10 —

—

161,5 —

in

W

40 194,1 10 30 176,3 7 — — 6 — — 6 — — 4,5 —

—

—

—

—

—

—

— —

—

—

60 170,9 —

— •

60 162,8 40 172,7

182,1 3 3,5 167,4

30 161,0 30 178,5

2 2 2

20 170,0 20 170,2 20 158,0

193,3 194,6 178,4

' D i e den O b j e k t i v e n und Okularen vorgesetzten großen B u c h s t a b e n b e d e u t e n : L . = E . LeitzW e t z l a r , S. = W . & H. Seibert-Wetzlar, Se. = O. Seibert-Wetzlar, W . = R . W i n k e l - G ü t t i n g e n , Z. = C. Z e i ß - J e n a . 'W= Teilwert des M i k r o m e t e r m a ß s t a b e s in n. ' T = T u b u s l ä n g e des Mikroskops in m m . 4 D = Die D i a g o n a l e des auf die Spitze gestellten Q u a d r a t s der Gebhard-Teilung in p. • Der T r o m m e l u m i a n g ist in 100 Teile geteilt. Bei einer V o l l u m d r e h u n g der S c h r a u b e werden zwei I n t e r v a l l e des G l a s m a ß s t a b e s gedeckt, mithin e n t s p r i c h t die V e r s c h i e b u n g der T r o m m e l u m einen Teilstrich: 2 m a l Teilwert des G l a s m a ß s t a b e s : 100. • Der T r o m m e l u m f a n g ist in 100 Teile geteilt. Bei einer V o l l u m d r e h u n g der S c h r a u b e wird ein I n t e r v a l l des G l a s m a ß s t a b e s gedeckt, mithin e n t s p r i c h t die Verschiebung d e r T r o m m e l u m einen Teilstrich: l m a l Teilwert des G l a s m a ß s t a b e s : 100.

Anmerkung: Eichung des Mikrometerokulars nach Plagge siehe Tabelle 41. Eichung des Planimeterplättchens nach A. Herzog siehe Tabelle 11. Eichwerte für das Zählmikroskop siehe Tabelle 36.

Lineare Messungen

21

22

Mikroskopische Messungen

Zur Vermeidung der lästigen Multiplikation bei der Berechnung der wahren Größe eines gemessenen Objekts ist in solchen Fällen, in denen aus irgendwelchen Gründen die Einstellung des Teilwerts des Okularmikrometers auf eine runde Zahl nicht möglich ist (weil z. B. das Mikroskop keinen ausziehbaren Tubus besitzt), ist die Benutzung des logarithmischen Rechenschiebers oder einer der bekannten Rechentafeln1 am Platze. Gegebenenfalls kann auch die Anlage einer kleinen Hilfstabelle die Multiplikation in eine leichter auszuführende Addition verwandeln. Angenommen die Eichung des Okularmikrometers hätte den Teilwert 16,7^ ergeben und ein seiner Breite nach auszumessendes Kunstbändchen 28,6 Teilstriche V ' dieses Maßstabes gedeckt. Um die wahre Größe der Breite zu erhalten, wäre demnach der Teilwert des Maßstabes mit-28,6 zu multiplizieren (Ergebnis: 477,62fi = 0,478 mm). Statt dessen kann die Berechnung mit der Hilfstafel wie folgt vorgenommen werden: T a b e l l e 10

Anzahl der Intervalle des Okularmikrometers:

Wert in ¡i

1

2

3

4

5

6

7

8

9

16,7

33,4

50,1

66,8

83,5

100,2

116,9

133,6

150,3

20 Intervalle entsprechen 334,0 ¡J, 8 „ „ 133,6 fi 0,6 „ „ 10,02 n 28,6 Intervalle entsprechen 477,62 ¡x = 0,478 mm

Eichung des Objektschraubenmikrometers

von Zeiß.

Der Teilwert des Maßstabes an der Meßtrommel beträgt 2 fi. (Der Trommelumfang trägt 100 Teilstriche, entsprechend 200 /*.) 1

Sehr zu empfehlen ist z. B. A. Henselin,

Rechentafel. Berlin 1912.

Flächenmessungen

23

B . Flächenmessungen a) Unmittelbare Ausmessung unter dem Mikroskop Eichung des Mikro- Planimeterplättchens nach A. Herzog (Abb. 12) Zeiß' großes Mikroskopstativ Nr. 101.066, großer und kleiner Schlittenwechsler. T a b e l l e 11

Objektiv

W. Achr. 3 a W. Achr. 5 a Z. Apochr. 40 fach E = 0,17 mm (neu) Z. Achr. 1/7", 50fach Z. Apochr. 60 fach E = 0,18 mm (neu) L. Doppelfluorit 7 b Z. Fluorit lOOfach, Ölimm. mit 3 cm lang. Ansatzstück 1

Planimeterplättchen befindet sich im Okular 1

M.T. K.M. M.T. K.M. M.T.

Nr. Nr. Nr. Nr. Nr.

K.M. Nr. M.T. Nr. K.M. Nr. M.T. Nr. K.M. Nr. M.T. K.M. M.T. K.M.

Nr. Nr. Nr. Nr.

3 173,1 18 180,7 3 176,9 18 163,0 3 ganz eingeschob. 18 166,3 3 ganz eingeschob. 18 171,9 3 162,1 18 ganz eingeschob. 3 167,3 18 168,6 3 162,1 18 169,9

E s bedeuten: M.T. Zeiß, Meßtrommelokular Nr. 3 K.M. Zeiß, Kompensationsmikrometerokular Nr. 18.

Abb. 12.

Planimeterplättchen Tubuslänge in mm

Teilung des Mikro-Planimeterokulars nach A. Herzog.

123

Begrenzungsquadrat

Teilwert Abstand des Maß- der geteilstabes ten Linien in ¡i in Ii

Seite in mm

Fläche in mm a

0,60 0,40 0,27 0,20 0,21

0,36 0,16 0,07 0,04

15 10 6,75 5

0,05

5,25

30 20 13,5 10 10,5

0,14 0,17

0,02 0,03

8,5 4,25

7 8,5

0,11 0,14 0,10

0,01 0,02 0,01

2,75 3,5 2,5

5,5 7 5

0,13 0,09 0,09 0,06

0,017 0,008 0,008 0,004

3,25 2,25 2,25 1,5

6,5 4,5 4,5 3

kstlHW

20

30

l>0

24

Mikroskopische Messungen

b) Ausmessung mikroskopischer Querschnitte einiger Kunstseiden, Zellwollen und Roßhaarersatzstoffen a) Wirkliche Querschnitts fläche F in fi2 1. Tafel zur Berechnung der wirklichen QuerschnittsfJäche F in ¡u2 aus dem gezeichneten und ausgemessenen Faserquerschnitt Q in mm2. T a b e l l e 12 mm' auf der Zeichnung

W a h r e F l ä c h e (F in u')1 bei einem linearen Abbildungsmaßstab der Zeichnung von

«?)

100

250

500

1000

1500

100 200 300 400 500 600 700 800 900

10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000

1600 3200 4800 6400 8000 9600 11200 12 800 14400

400 . 800 1200 1600 2000 2400 2800 3 200 3 600

100 200 300 400 500 600 700 800 900

44,44 88,89 133,33 177,78 222,22 266,67 311,11 355,55 400,00

25

Flächenmessungen

Beispiel: Ein in I500facher Vergrößerung (Abbildungsmaßstab) gezeichneter Querschnitt einer Kunstfaser ergab beim Planimetrieren eine Fläche (Q) von 897 mm 2 . Die wirklicht Fläche (F in /J.2) berechnet sich mit Hilfe der vorstehenden Tafel wie folgt: 800 mm 2 entsprechen 355,55 90 mm 2 „ 40,00 7 mm 2 „ 3,11 897 mm 2 entsprechen 398,66

/i 2 ¡x2 n2 n 2 = 399 n 2 .

Das Ergebnis ist auf Ganze abzurunden.

A b b . 14. P i a n i m e t e r h a r f e n a c h A. Herzog für Kunstseidequerschnitte, die in 1500 facher Vergrößerung gezeichnet sind.

2. Schaubild zur unmittelbaren Ablesung der wirklichen Faserquerschnittsfläche F in //2 aus der Querschnittsfläche Q in mm2 der Zeichnung (Abb. 13). Das Ergebnis ist auf Ganze abzurunden. 3. Polarplanimeter. Vor der Benutzung ist eine sorgfältige Eichung vorzunehmen. So gibt die Teilung eines im Besitz des Verfassers befindlichen Coradischen Kugelrollplanimeters unmittelbar mm2 an, sobald die Fahrstablänge auf den Teilstrich 493,4 eingestellt ist. Das Meßergebnis (Q in mm2) ist nach Tabelle 12 in die wirkliche Fläche F in ¡x2 umzurechnen. Das Ergebnis ist auf Ganze abzurunden.

26

Mikroskopische Messungen

4. Planimeterharfe nach A. Herzog. Für alle Faserstoffe brauchbar, die in 1500facher Vergrößerung gezeichnet sind (Abb. 14). F = L F = wirkliche Fläche des Querschnitts in /¿2, L = am Meßrädchen (Teilung 1:10.0000) abgelesene Gesamtlänge in mm.

Das Ergebnis ist auf Ganze abzurunden. 5. Bestimmung der wirklichen Querschnittsfläche F in ¡JL2 durch Wägung der in 1500facher Vergrößerung gezeichneten und mit der Schere ausgeschnittenen Querschnitte 1 . Ist G das Gewicht eines ausgeschnittenen Quadrats von 1 dm 2 Fläche in Grammen u n d g das G e r i c h t eines ausgeschnittenen Faserquerschnitts (Vergrößerung 1500fach) in Grammen, so ergibt sich die Fläche des gezeichneten Faserquerschnitts Q in mm 2 G: g = 10000 : Q, also Q = und die wirkliche Querschiiittsflache F in fi2 nach Tabelle 12 zu Q • 0,4. Beispiel: 1 dm 2 Zeichenpapier wog 1,279 g. Die aus Papier der gleichen Art mit einem mikroskopischen Zeichenapparat hergestellte und mit der Schere ausgeschnittene Querschhitlszeichnung wog 0,251 g (Vergr. 1500). Diesem Gewicht entspricht eilie Fläche von 1962,5 mm 2 (Q in mm 2 ); die wirkliche Fläche F in fi2 beträgt 872 ¡i2 (abgerundet). Das Ergebnis ist auf Ganze abzurunden. 6. Tafel zur Berechnung der -Wirklichen Querschnittsfläche F in fi2 aus der Anzahl n der abgelesenen Schätzquadrate (Zeichnung) in 1500 facher Vergrößerung (Abb. 15 u. 16). T a b e l l e 13 Azetatseide Viskoseseide Kupferseide Nitratseide)

F F F F

= = = =

19,540 92 19,53622 19,54427 19,535 52

•n •n •n •n

log 19,540 92 log 19,536 22 log 19,54427 log 19,535 52

= = = =

1,290945 1,290840 1,291018 1,290825

Das Ergebnis ist auf Ganze abzurunden. 7. Tafel zur Berechnung der wirklichen Querschnittsfläche F in fi2 aus dem Titer T in Deniers. T a b e l l e 14 Azetatseide Viskoseseide Kupferseide Nitratseide

F F F F

= = = =

78,610 80,939 81,235 82,210

• • • •

T T T T

log 78,610 log 80,939 log 81,235 log 82,210

= = = =

1,895 478 1,908158 1,909 743 1,914925

Das Ergebnis ist auf Ganze abzurunden. 1

Ich verwende zu diesem Zweck besten Zeichenkarton von 0,25 mm Dicke.

Flächenmessungen

27

Abb. 16. Schätzung von Bruchteilen eines kleinen Quadrats der Quadrattafel von Abb. 15.

Mikroskopische Messungen

28

ß) Feinheit (Titer T in Deniers) 8. Schaubild zur unmittelbaren Ablesung der Feinheit in Deniers aus der Querschnittsfläche der in 1500 facher Vergrößerung hergestellten Querschnittszeichnung Q in mm 2 bzw. der wirklichen Fläche F in fi2 (Abb. 14). Das Ergebnis ist auf eine Dezimale abzurunden.

Abb. 17. Querschnitt einer Viskoseseide (Einzelfaser) in Kanadabalsam mit Deniermeter. Von der Faser werden 83 Quadrate von je Vi» Deniers bedeckt; mithin beträgt die Feinheit 8,3 Deniers. Durch rohe Schätzung allein läßt sich feststellen, daß der Faserquerschnitt etwas mehr als 3 mittlere Quadrate zu je 2,5 Deniers deckt bzw. daß die Feinheit sich um 8 Deniers bewegt. Die vorher mit Safranin gefärbte Faser hebt sich in Kanadabalsam ohne Diffraktionssäume vom hellen Untergrund ab. 1 : 1300.

9. Deniermeter. Das im Deniermeterokular nach A. Herzog befindliche Glasplättchen mit Netzteilung ist vor der Ingebrauchnahme sorgfältig zu eichen. Siehe Tabellen 15 u. 16 und Abb. 17.

29

Feinheitsbestimmung von Kunstseide T a b e l l e 15

Die Seite des Begrenzungsquadrats des Deniermeters ist einzustellen auf /t, w e n n jedes kleine Quadrat einem legalen Titer von

Der Einzelfaden besteht aus Kunstseide oder Zellwolle

'/„den1

|

»/. d e n '

|

V. den»

|

Vi d e n 4

entsprechen soll

1

79 81

56 57

Azetylzellulose Kupfer-, Viskose- oder Nitratzellulose . .

125 128

177 181

und ' für feinere, • für gröbere und * für grobe Einzelfäden.

Die vorstehenden Bedingungen werden z. B. mit folgender Optik erreicht (die Eichung gilt nur für ein in Besitz des Verfassers befindliches Instrumentarium) : T a b e l l e 16 Großes photographisches Mikroskopstativ Nr. 101066 (Zeiß), Deniermeterokular 3 (Leitz) und Der Einzelfaden besteht aus Kunstseide oder Zellwolle

DoppelAchromat 9 fluorit Korrekt, 60,5 fach 7 b auf 0,18 E . Leitz K. Reichert

Achromat 57 f a c h (60 fach) 0 . Seibert

Achromat 36 fach (40f.) W . & H . Seibert

Achromat 26 f a c h (28 fach) R. W inkel

bei einer Tubuslänge in m m für

V.. Azetylzellulose Kupfer-, Viskose- oder Nitratzellulose . . . .

V2

7 , den

den

den

Vi

den

171,1

174,8

187,1

186,5

167,0

168,0

170,8- "

184,0

180,6

162,5

Das Ergebnis ist auf Zehntel abzurunden. 10. Planimeterharfe für Titerberechnungen (für Kunstseide un'd Zellwollquerschnitte außer Azetylzellulose). Vergrößerung der Zeichnung 1500fach (Abb. 18). T = 0,02 • L T = legaler Titer in Deniers, L = am Meßrädchen (Teilung 1:100000) abgelesene Gesamtlänge in mm.

Das Ergebnis ist auf Ganze abzurunden. 11. Tafel zur Berechnung des legalen Titers T in Deniers aus der wirklichen Querschnittsfläche F in fi2 bzw. der in 1500 facher Vergrößerung gezeichneten und ausgemessenen Querschnittsfläche Q in mm 2 (Abb. 13). Querschnitte nach dem Korkschneide- oder Plattenverfahren hergestellt und in 1500facher Vergrößerung gezeichnet 1 (Abb. 19 u. 63). Azetatseide und Azetatzellwolle in Zedernöl eingebettet. Sonstige Kunstseiden und Zellwollen in Bergamotteöl eingebettet. 1

Schwächere Vergrößerungen sind wegen der unvermeidlichen Fehler beim Zeichnen unter allen Umständen zu vermeiden.

Mikroskopische Messungen

Feinheitsbestimmung von Kunstseide

31

T a b e l l e 17 Azetatseide und Azetatzellwolle •

T„ = 0,012 721 F log0,012721 = 0 , 1 0 4 5 2 1 - 2

T„ = 0,005655 •Q log 0,005655 = 0 , 7 5 2 4 3 3 - 3

Kupferseide und Kupferzellwolle

Tk = 0,012310 • F log0,012310 = 0,090 2 5 8 - 2

Tk = 0,005 471 •Q log0,005471 = 0 , 7 3 8 0 6 7 - 3

Viskoseseide und Viskosezellwolle

Tv = 0,012355 •F logO,012355 = 0 , 0 9 1 8 4 2 - 2

Tv = 0,005491 •Q Iog0,005 491 = 0,739 6 5 1 - 3

Nitratseide und Nitratzellwolle

Tn = 0,012164 •F log0,012164 = 0 , 0 8 5 0 7 7 - 2

Tn = 0,005406 •Q logO,005406 = 0,732 8 7 6 - 3

D a s E r g e b n i s ist auf Z e h n t e l a b z u r u n d e n . I n der v o r s t e h e n d e n T a b e l l e b e d e u t e n : T„ T* Tv Tn Q

= legaler Titer von Fäden aus Azetylzellulose (Repr. 5,5%), = ,, ,, ,, ,, ,, Kupferzellulose (Repr. 11,0%), = ,, ,, „ ,, ,, Viskosezellulose (Repr. 11,0%), = ,, „ „ „ „ Nitrozellulose (Repr. 11,0%). = Durch Planimetrieren der in I500facher Vergrößerung hergestellten Querschnittszeichnung der Einzelfaser in mm 2 erhalten. F = Wirkliche Querschnittsfläche der Einzelfaser in /¿2 (1 /t 2 = 0,000 • 001 mm 2 ), F = 0,4444

Q.

Beispiele T a b e l l e 18 Nr.

1 2 3

Gezählte Quadrate

25,5 64,2 5,5

Wirkliche Faserquerschnittsfläche in n'

Legaler Titer der Faser in den

Metergewicht der Faser in mg

Metrische Nummer der Faser

500 1260 108

6,2 15,6 1,33

0,68 1,73 0,15

1450 575 6750

Anmerkung: Schwächere Vergrößerungen sind wegen der unvermeidlichen Fehler beim Zeichnen unter allen Umständen zu vermeiden. 12. T a f e l zur B e r e c h n u n g des legalen Titers T in Deniers a u s der A n z a h l n der a b g e l e s e n e n Schätzquadrate. Z e i c h n u n g in 1 5 0 0 f a c h e r V e r g r ö ß e r u n g (Abb. 15). T a b e l l e 19 Azetatseide Viskoseseide Kupferseide Nitratseide

T T T T

= = = =

0,248 58 0,24137 0,240 59 0,237 63

D a s E r g e b n i s ist auf G a n z e a b z u r u n d e n .

n n n n

log log log log

0,248 58 0,24137 0,240 59 0,237 63

= = = =

0,395 462 0,382 679 0,381093 0,375 901

-

1 1 1 1

Mikroskopische Messungen

13. Tafel zur Berechnung der metrischen Nummer N aus der wirklichen Querschnittsfläche der Einzelfaser F in fi 2 . T a b e l l e 20 707 493 F 728452 N = F 731113 N = F 739 889 N = F N =

Azetatseide • Viskoseseide Kupferseide Nitratseide •

log 707 493 = 5,849 722 log 728 452 = 5,862401 log 731113 = 5,863 985 log 739 889 = 5,869166

Das Ergebnis ist auf Zehner abzurunden.

y) Fadenmetergewicht (G in mg) 14. Tafel zur Berechnung des Gewichtes:G in mg von 1 Fadenmeter aus der wirklichen Querschnittsfläche F in ß 2 . T a b e l l e 21 Azetatseide Viskoseseide Kupferseide Nitratseide

G G G G

= = = =

0,001413 44 0,001372 78 0,001367 78 0,00135155

F F F F

log 0,001413 44 log 0,001372 78 log 0,001367 78 log 0,00135155

= = = =

0,150 277 0,137 601 0,136013 0,130 832

-

3 3 3 3

Das Ergebnis ist auf eine Dezimale abzurunden. 15. Tafel zur Berechnung des Gewichtes G in mg von einem Fadenmeter aus der Anzahl n der abgelesenen Schätzquadrate. Zeichnung in 1500facher Vergrößerung (Abb. 15). T a b e l l e 22 Azetatseide Viskoseseide Kupferseide Nitratseide

G G G G

= = = =

0,027 665 4 0,026 777 8 0,026 777 9 0,026 444 8

n n n n

log 0,027 665 4 log 0,026 777 8 log 0,026 777 9 log 0,026 444 8

= = = =

0,441937 0,427 775 0,427 776 0,422340

-

2 2 2 2

Das Ergebnis ist auf eine Dezimale abzurunden. 16. Schaubild zur Berechnung des FaUenmetergewichtes von Schafwolle, Kunstseide, Zellwolle, Baumwolle, Flach$_und echter Seide (Abb. 20).

Fadenmetergewicht, Uligleichmäßigkeit = 44 %

I 170 /J' = 98,6 % I 1116 n' = 31 % | 2 /j" = 1,4% | 2484 ^ = 69%

Abb. 27. Schematische Darstellung der Querschnittsflächen von Hypokotylfasern (Nr. 1 und 2) und einer Bastfaser aus dem mittleren Teil des Flachsstengels (Nr. 3). Abbildungsmaßstab etwa 1:1000.

Bastgehalt absolut und relativ stetig ab. Diese Unterschiede in der qualitativen Ausbildung und quantitativen Zusammensetzung der Bastfasern verschiedener Stengelzonen erklären z. B. ganz ungezwungen die eigenartige Form der nach dem mechanischen Ausarbeiten des Röstflachses vorliegenden „Risten", die nach den beiden Enden hin konisch zulaufen. Während jedoch die Abnahme nach oben hin der Stengeldicke proportional verläuft, zeigt sich nach dem unteren Ende hin ein beinahe plötzliches Aufhören der Fasern, d. h. die Riste sieht, wie sich der Praktiker ausdrückt, bei einem gutgehaltenen Flachse wie „abgeschnitten" aus. Infolge der gröberen Beschaffenheit der Bastfasern der „Wurzelenden" (sollte richtiger heißen „der unteren Stengelteile") ist der untere Teil der Flachsriste erheblich dicker als der obere.

47

Querschnittsgrößen von Flachsfasern, Bastgehalte

Bemerkungen zur Tabelle 25 Bei der Ausmessung von Querschnitten pflanzlicher Fasern kommt wegen des vorhandenen Lumens in der Regel nicht die Gesamtquerschnittsfläche der Faser, sondern nur der von der Zellwand gedeckte Anteil m 100praktisch in Betracht. Dies ist z. B. bei der Beurteilung der Festigkeitsverhältnisse der Fall, da naturgemäß an der Festig60 keit der Faser nur deren Zellwand als tragender Querschnitt a> beteiligt ist. Auch bei der Bestimmung der Feinheit im Sinne 50 der Textilindustrie (metrische Nummer bzw. Metergewicht eines gedachten Fadens von der Feinheit der Zelle) sind nur die Zellwandfläche und -W 60 — ' l spezifische GeI I I I I I I wicht der FasersubZentimeter über den Ansatzstellender Keimblätter stanz maßgebend. Nichtsdestoweniger -30 hat auch das prozentuale Verhältnis von 10Lumen- und Zellwand15 fläche eine gewisse praktische Bedeutung, da es für jeden Faser-20 30stoff fast konstant und daher bis zu einem gewissen Grade charakte15 ristisch ist. Schwierigkeiten in der Beurio teilung dieses VerhältAbb. 28. Bastfasergehalt in % der Trockensubnisses sind allerdings stanz der Flachsstengelzone. 1 häufig vorhanden, da Die unter den Streifen vermerkten Zahlen beziehen sich auf den in 100 Stengelstücken entinsbesondere bei den haltenen Bastgehalt in der Trockensubstanz (g). -10 15 ---

cv

iL4

1

0.02'

1.19

1.85

1,70

1.53

1.30

1,02

0,56

0.09'

bandartig geformten =— 9 Fasern infolge der Eigenart ihrer Entwicklung bzw. der Wachstumsverhältnisse der zugehörigen Pflanze die gegenüberstehenden Anteile der Zellwand bis zur nahezu völligenBerührung ge7 nähert sind, so daß das Lumen auf dem Querschnitt fast linien10 förmig erscheint und seine Fläche daher Null wird (besonders Hin/U. uinmm bei Baumwolle zu beobachten; bei Bastfasern, wie Ramie und (Zekhng.)(nah den aus den unteren Teilen des Flachsstengels stammenden Abb.29. Leiter Fasern, tritt infolge des raschen Wachstums ein starker radial zum Ablesen des Lumen-J wirkender Rindendruck auf, der die Abplattung der Fasern in umfanges von tangentialer Richtung bewirkt). Um nun auch in solchen Fällen Pflanzenfasern. unmittelbar miteinander vergleichbare Werte zu erhalten, gehe ich so vor, daß ich aus dem mit einem Meßrädchen auf der Querschnittszeichnung ermittelten Lumpnumfang der aufgepumpt gedachten Faser einen Kreis berechne, dessen Fläche als rektifizierte Lumenfläche angegeben wird.

Mikroskopische Messungen

48

Beispiel: "Wirkliche Querschnittsfläche der Faserwand . F = 450 q^ U m f a n g des Faserlumens u = 40 /i Rektifizierter Hauptdurchmesser der F a s e r . . » = 27,1 /» " Der rektifizierte i n n e r e Faserdurchmesser hohler Fasern ist bei u= 0 abzulesen. Bei vollwandigen Fasern ergibt sich für u = 0 der Durchmesser der dem Faserquerschnitt inhaltsgleichen Kreisfläche. Beispiel: F = 450 ctn und u = 0 : 8 = 24,0 p

Rektifizierter Haupt-

— 700

durchmesser 6 in ¿jl

90-

•W —

80

—

600

-500

•3S

% %

\ %

,'s'

5»

Q

Iß

1242 1094 1019 1128 958 671 565 Mittel 1 0 4 2 , 2

3. a

kl m

3

5,9

a

u

%

2

69 71 56 71 69 54 56 45 62,9

a.

das Lumen

If

1

1432

Einzelfaser

%

%

Frühjahrsholz

J T3

4) tH *

' 'S 3

S ö S to ' S Sg "5 "ö

:

2 cm 30 „ 90 „ 160 „

1,30 1,61 2,14 1,62 1,64

• «

S-.

o>

a

1,32 1,08 0,98

»,

tí ni 3


-

&> o

p 0) c

co CO e a, aj ft. so (2 W

|

«(3 13 Ä1

o CO —1 00 •4C XO d c _cs fi. o. S o OH

>.

sj

6o

O 'S o es.

g 5 « EL.

CO

>

Himmelbauer ji A. Herzog Himmelbauer A. Herzog

,,

11 n ii i> >i

+0,009 +0,009 +0,007

1 Über die Beurteilung, ob eine Faser stärker oder schwächer lichtbrechend ist als das Einschlußmittel siehe „Sammlung mikroskopischer Präparate" auf Seite 140 und Abb. 147.

Doppelbrechung von Faserstoffen. Eichung des Kompensators nach Berek

Eichung des Kompensators

nach Berek (Leitz),

133

Nr. 551

(Großes mineralogisches Polarisationsmikroskop von C. Reichert.) T a b e l l e 65 D es L i c h t f i l t e r s D urchl ässigkeit sZusammensetzung 1

Farbe

Grenzen

| Maximum A

Dunkelrotgrün . . . . Violett ( G r ü b l e r ) . . . . Tartrazin Naphtholorange . . . .

1,6 2,0 2,0 3,0

Rose bengale Tartrazin Filterblaugrün Rapidfilterrot

0,8 3,0 3,0 3,3

. . . .

Toluidinblau Naphtholorange . . . . Filterblaugrün . . . .

rot

gelbgrün

1,6 1,2 3,0

Konstanten (nur gültig für Nr. 551)

c

logC'

10000

630—660

650

3,894

0,784

560—590

570

3,907

0,808

520—570

540

3,912

0,817

490—530

510

8,923

0,838

430—470

445

8,933

0,858

grün Patentblau Tartrazin Filterblaugrün

4,0 3,0 . . . .1,0

Patentblau Kristallviolett Filterblaugrün

4,0 3,2 1,0

. . . .

blau

1 Chemisch reine Farbstoffe nach Dr. König (I.G. Farben). Die Zahlen geben Gramme Farbstoff für den Quadratmeter an (Bezeichnung nach v. Hühl). a ~ b 1 logC = log* — l o g / ( i ) (s. Gebrauchsanweisung von Leitz, Pol. 2138a). i = —5—• (Winkel).

134

Lichtbrechung und Polarisation

Interferenzfarben

zwischen

gekreuzten

und parallelen

Nicols

(z. B. bei der Schätzung der Wollfeinheit zu benutzen). T a b e l l e 66 Nicols gekreuzt

parallel

Gangunterschied in w

Erste Farbenordnung Schwarz Eisengrau Lavendelgrau Graublau Hellergrau Weiß, grünlich Weiß, rein Gelblichweiß Strohgelb Strohgelb Hellgelb Glänzendgelb • Orangegelb Orangerötlich Warmes Rot Dunkelrot

Lebhaftweiß Weiß Weißgelblich Weißbräunlich Gelbbraun Braun Hellrot Karminrot Dunkelrotbraun Dunkelviolett Indigo Blau Blaugrünlich Grünbläulich Blaßgrün Gelbgrün

0 40 97 158 218 284 259 267 275 281 306 832 430 505 536 551

Zweite Farbenordnung Purpurrot Violett Indigblau Blau Blaugrünlich Grün Hellgrün Gelblichgrün Grünlichgelb Reingelb Orange Orangerot Dunkelrotviolett

Hellgrün Grünlichgelb Lebhaftgelb Orange Orangebraun Hellkarminrot Purpurrot Purpurviolett Violett Indigblau Dunkelblau Grünlichblau Grün

565 575 589 664 728 747 826 843 866 910 948 998 1101

Dritte Farbenordnung Hellblauviolett Indigblau Grünlichblau Grünbläulich Glänzendgrün Grünlichgelb Rosenrot Karminrot Purpurkarmin Grauviolett

Gelblichgrün Gelb, unrein Fleischfarben Braunrot Violett Grauviolett Grünlichblau Grün Hellgrün Gelblichgrün

1128 1151 1258 1334 1376 1426 1495 1534 1621 1652

Anmerkung: Für Schafwolle gilt annähernd die Beziehung Gangunterschied in /i/i 2 Dicke von Wollhaaren (in fi) d = —

Interferenzfarben

135

Eichung der Glimmertreppe

nach A. Herzog (Neuanfertigung

von Zeiß,

Jena)1

Glimmertreppe verschiebbar im Projektionsokular nach Plagge (Nr. 4) oder im Polarisationsokular nach Wright. T a b e l l e 67 Verzögerung in millionstel Millimetern (bestimmt mit dem K o m p e n s a t o r

Stufe

I n t e r f e r e n z f a r b e zwischen gekreuzten

nach Berek)

Niçois

42 86 121 167 211 252 289 337 374 411 459 499 545

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

parallelen

Eisengrau Lavendelgrau Graublau Hellgrau Fastweiß Weiß Blaßgelb Gelb Bräunlichgelb dgl. Braungelb Rotorange Tiefrot

Weiß Gelblichweiß Bräunlichweiß dgl. Braungelb Braunrot Tiefviolett Blau Himmelblau Hellblau Graublau Fastweiß Gelblichgrün

1 A. Herzog: Die Schätzung der Wollfeinheit auf optischem W e g e . Meli. T e x t i l b e r i c h t e L i e f . 1, p. 8. 1 9 3 2 .

Anmerkung: Beziehung

13,

Bei der annähernden Bestimmung der Dicke von Wollhaaren gilt die „ , ,. , Gargunterächied in uu 2 Dicke d (in p) = — -

Additions- und Subtraktionsfarben

mit Grau I — Orange II T a b e l l e 68

Kombinierte Farben: .

Additionsfarbe:

Subtraktionsfarbe:

Grau I

•Grau I

Hellbläulich I

Schwarz

Hellbläulich I

Grau I Hellbläulich I

Weiß I Gelb I

Grau I Schwarz

Weiß I

Grau I Hellbläulich I Weiß I

Gelb I Orange I Rot I

Hellbläulich I Grau I Schwarz

Gelb I

Grau I Hellbläulich I Weiß I Gelb I

Orange I Rot I Indigo II Blau II

Weiß I Hellbläulich I Grau I Schwarz

136

Lichtbrechung und Polarisation Tabelle 68 (Fortsetzung) Kombinierte Farben:

Oragne I

Rot I

Indigo II

Blau II

Grün II

Gelb II

Orange II

|

Additionsfarbe:

Subtraktionsfarbe:

Grau I Hellbläulich I Weiß I Gelb I Orange I Grau I Hellbläulich I Weiß I Gelb I Orange I Rot I

Rot I Indigo II Blau II Grün II Gelb II Indigo II Blau II Grün II Gelb II Orange II Rot II

Gelb 1} Weiß I Hellbläulich I Grau I Schwarz Orange I Gelb I Weiß I Hellbläulich I Grau I Schwarz

Grau I Hellbläulich Weiß I Gelb I Orange I Rot I Indigo II Grau I Hellbläulich Weiß I Gelb I Orange I Rot I Indigo II Blau II Grau I Hellbläulich Weiß I Gelb I Orange I Rot I Indigo II Blau II Grün II Grau I Hellbläulich Weiß I Gelb I Orange I Rot I Indigo II Blau II Grün II Gelb II Grau I Hellbläulich Weiß I Gelb I

Blau II Grün II Gelb II Orange II Rot II Violett III Blau III Grün II Gelb II Orange II Rot II Violett III Blau III Grün III Gelb III Gelb II Orange II Rot II Violett III Blau III Grün III Gelb III Rosa III Rot III Orange II Rot II Violett III Blau III Grün III Gelb III Rosa III Rot III Bläulichgrün IV Grün IV Rot II Indigo III Blau III Grün III

Rot I Orange I Gelb I Weiß I Hellbläulich Grau I Schwarz Indigo II Rot I Orange I Gelb I Weiß I Hellbläulich Grau I Schwarz Blau II Indigo II Rot I Orange I Gelb I Weiß I •Hellbläulich Grau I Schwarz Grün II Blau II Indigo II Rot I Orange I Gelb I Weiß I Hellbläulich Grau I Schwarz Gelb II Grün II Blau II Indigo II

I

I

I

I

I

I

I

I

I

Interferenzen. Polarisation von Pflanzenfasern

137

138

Lichtbrechung und Polarisation

•s

-n

-ZZf

+

1 IH i o n sdif)

auqo

(jo^Bs^iBuy auqo) JO^BSIJBIOd 11J\[

in

+

i;ui

in

o

1

Zwischen gekreuzten Niçois

Gelb—Gelbbraun

I

Blau bis weinrot

Hellweinrot bis nahezu farblos

Blau bis weinrot

Dunkelrotbraun

Blau bis weinrot

Abwechselnd 1 Gelb—Gelbgrüne und neuWeinrot braun rote Stellen | Abwechselnd schwarze und hellweinrote Normale InterStellen bei ein u.derselb.Faser Normale Interferenzfarben, ferenzfarben, durch Weinrot m. Gelb—GelbAbwechs. hellstark gedämpft braun stark weinrote und gemengt schwarze Stellen bei ein und derselben Faser

Gelb

Normale Interferenzfarben, mit Gelb stark vermengt

Normale Interferenzfarben, durch blau bis weinrot stark gedämpft

Dgl. mit schwach grünem Schimmer

Gelb

Dgl. mit schwach rotem Schimmer

Gelb

Blau bis weinrot

Grün

o O

Dgl.m. schwach grünem Schimmer

o Grün, sehr lebhaft

Grün

o O o> Blau bis weinrot

Abwechselnd neurote und grüne Stellen

0 m Gelb—Gelbbraun

Neurot, sehr lebhaft

Neurot

o O Weinrot

Weinrot

Abwechselnd hellweinrote und dunkelrotbraune Stellen

o in

CT>

Neurot

Hellweinrot bis nahezu farblos

Hellweinrot

o O Dgl.m. schwach rot. Schimmer

Weinrot

Abwechs. dunkelrotbraune u. hellweinrote Stellen

Weinrot,stellenweise schmutziggrünlich Nahezu schwarz, sonst dunkelrotbraun

Weinrot

Dunkelrotbraun

Ohne Polarisai or Polarisation: Unterscheidung der Faserstoffe 139

o

m

o

+

in

1

potyuizjomQ uoA Sun^jiMuig qoBu jasBjpzuig jap u9'j|Bqj8J\ T3 O 60 C 3 Ä O 3

m

Lichtbrechung und Polarisation

140

Anzulegende Sammlung mikroskopischer Präparate zum Studium verschiedener optischer Erscheinungen 1. Feststellung, ob die Faser schwächer oder stärker lichthrechend ist als das Einschlußmittel (Vgl. Abb. 79)

a) Engbegrenzte zentrale Beleuchtungskegel anwenden. Die Faser ist schwächer lichtbrechend als das Einschlußmittel, wenn sich beim Senken des Mikroskoptubus je ein heller Streifen (Beckesehe Linie) parallel zum Faserrande nach der Mitte hin verschiebt und die Faser demzufolge heller aussieht als der Untergrund des mikroskopischen Gesichtsfeldes. Beim Heben des Tubus tritt das Umgekehrte ein. Präparat 1. Die Faser ist stärker lichtbrechend als das Einschlußmittel, wenn sich beim Senken des Tubus die hellen Randstreifen nach dem Einschlußmittel hin verschieben, so daß die Faser dunkler aussieht als der Untergrund des mikroskopischen Gesichtsfeldes. Beim Heben des Tubus erscheint die Faser heller als der Untergrund. Präparate 2, 7, 8, 10, 11, 12, 14 u. 15. Vgl. Abb. 79. Ist die Faser im Einschlußmittel Abb. 147. Querschnitte von Gelatineseide in Anilin. Mittlere Lichtbrechung der Gelatinefast unsichtbar, so stimmt sie in ihrer seide 1,54, mittlere Lichtbrechung des Anilins Lichtbrechung mit diesem überein. 1,59. Die schiefe Beleuchtung wurde durch rechtsseitige Verschiebung der Irisblende des Doppelbrechende Fasern können allerAbbe sehen Beleuchtungsapparates hervordings in gewöhnlichem Lichte in keinem gerufen. Der „ S c h a t t e n " erscheint auf der rechten Seite, weil die F a s e r schwächer lichtEinschlußmittel und in keiner Lage brechend ist als das Einbettungsmittel (Anilin). völlig zum Verschwinden gebracht 1 : 170. werden. Erst in linearpolarisiertem monochromatischem Licht gelingt dies, sofern einer der Hauptlichtbrechungsexponenten der Faser mit der Lichtbrechung des Einschlußmittels übereinstimmt. So ist z. B. die Perlonkunstfaser (Präparat 3) in Kanadabalsam nahezu unsichtbar, wenn die Polarisationsebene eines unterhalb eingeschalteten Polarisators parallel zur Faserlängsachse steht. In der senkrechten Lage ist dagegen die Faser sehr deutlich sichtbar (wesentlich stärker brechend als der Kanadabalsam). Die Gegensätze werden besonders beim Drehen des Polarisators oder des Präparates sehr deutlich. b) Engbegrenzte schiefe Beleuchtung anwenden durch seitliche der Irisblende des Kondensors.

Verschiebung

141

Sammlung

Die Faser ist schwächer lichtbrechend als das Einschlußmittel, wenn der „Schatten" auf der gleichen Seite erscheint, nach welcher die Iris verschoben wurde (Abb. 147). Präparat 1. Die Faser ist stärker lichtbrechend als das Einschlußmittel, wenn der „Schatten" auf der entgegengesetzten Seite erscheint, nach welcher die Iris verschoben wurde. Präparate 2,7—12,14 u. 15. Vgl. Abb. 67,73,97,101 u. 126. 2. Bestimmung der Polarisationsebene

vonNicols, Polarisationsfiltern

usw.

Eine mit Kongorot gefärbte Flachsfaser wird über dem Nicol oder Polarisationsfilter so lange gedreht, bis sie nahezu farblos erscheint. In dieser Lage verläuft ihre Längsachse parallel zur Polarisationsebene der polarisierenden Vorrichtung. Die Schwingungsebene steht nach der zumeist herrschenden Ansicht senkrecht zur Polarisationsebene. Präparat 4. 3. Verschiedene Stärke der Doppelbrechung (Nicols + , Faser in Diagonalstellung) a) b) c) d)

Keine oder nur sehr schwache Doppelbrechung (Präparate 1, 2, 5 u. 6). Schwache Doppelbrechung (Präparat 1). Mittelstarke Doppelbrechung (Präparate 7 u. 8). Starke Doppelbrechung (Präparate 9, 10, 11 u. 12 . 4. Abhängigkeit

der Hohe der Interferenzfarben von der Dicke bzw. Querschnittsform der Faser (Nicols Faser in der Diagonalstellung)

a) Infolge des rundlichen Querschnittes der Faser erst rasches, dann langsameres Anwachsen der optischen Dicke bzw. der Interferenzfarben nach der Fasermitte hin. Präparat 11. b) Parallele Farbenstreifen, regellos aufeinanderfolgend je nach der jeweiligen optischen Dicke des entsprechenden Faserteiles. Präparat 8 u. 12. c) Stellenweise Erniedrigung der Interferenzfarben infolge der Abplattung der Fäden an den Kreuzungsstellen verschiedener Naturseiden. Präparat 13. 5. Nachweis außerordentlich schwacher Doppelbrechung (Nicols + , Gipsplatte Rot I unter 45°, Faser in der Diagonallage) Auftreten von Additions- bzw. Subtraktionsfarben (Blau II bzw. Orange I). Präparate 5 u. 6. 6. Ermittlung des Charakters der Doppelbrechung (Nicols + , Gips Rot I unter 45°, Faser in der Diagonallage) a) Die Faser ist optisch positiv in bezug auf die Längsrichtung, wenn sie unter + 4 5 ° in Additions-, unter —45° in Subtraktionsfarben aufleuchtet. Präparate 7—12, u. 15.

142

Lichtbrechung und Polarisation

b) Die Faser ist optisch negativ in bezug auf die Längsrichtung, wenn sie unter + 4 5 ° in Subtraktionsfarben, unter —45° in Additionsfarben aufleuchtet. Präparat 1. 7. Auslöschung der Faser (Nicols gekreuzt) a) Beim Drehen der doppelbrechenden Faser in der Objekttischebene erscheint sie viermal dunkel (die Längsrichtung der Faser fällt in diesen Lagen mit der Polarisationsebene des Polarisators bzw. Analysators zusammen): Doppelbrechung mit gerader Auslöschung. Präparat 7 u. 8. b) Beim Drehen in der Objekttischebene bleibt die Faser in allen Lagen hell bzw. farbig: Schiefe Auslöschung. Präparat 14. 8. Verhalten bei schiefer

Auslöschung

(Nicols + , Gipsplatte Rot I, Faser in die Lagen 0° und 90° bringen). In der Lage 0 ° verläuft die Faser von vorn nach hinten, in der Lage 90 ° von rechts nach links. a) Gleichmäßiger Verlauf der Interferenzfarben (Richtungssinn). Präparat 15. b) Ungleichmäßig im Richtungssinn, oft sprunghaft in die Gegenlage übergehend. Präparat 14. Mit Hilfe der zu beobachtenden Additions- und Subtraktionsfarben' in den Lagen 0 ° u n d 90° (Consecutiv- bzw. Alternativstellung) läßt sich die Richtung der beiden Indexellipsenachsen festlegen (praktisch jedoch von geringer Bedeutung). Vgl. Tabelle 73. 9.

Dichroismus

Beim Drehen entsprechend gefärbter Fasern in der Objekttischebene über einem Polarisator tritt bei den meisten Pflanzenfasern entweder eine auffallende Änderung in der Intensität der Färbung oder eine Farbenwandlung ein. So z. B. zeigt die mit Kongorot gefärbte Flachsfaser beim Drehen auffallende Unterschiede in der Intensität der Färbung (Blutrot bis Blaßrot). Auffallende Gegensätze werden auch erhalten, wenn zwischen Präparat und Polarisator ein Gipsplättchen Rot III unter 45 ° eingeschaltet wird (Grünlichgelb bis Violettrot). Präparat 4. E r f o r d e r l i c h e K a n a d a b a l s a m p r ä p a r a t e : 1 = Azetatseide aus primärer Azetylzellulose gesponnen, 2 = Feine Glas- oder Quarzfäden, 3 = Perlonfaser, 4 = Flachs mit Kongorot gefärbt, 5 = Feine Fäden aus Gelatine, 6 = Tote Baumwolle, 7 = Viskoseseide, 8 = Nitratseide, 9 = Ramiefaser, 10 = Flachsfaser (ungefärbt), 11 = „Helios" (Kunstroßhaar), 12 = „Meteor" (Kunstroßhaar), 13 = Tussahseide, 14 = Baumwolle, 15 = Jute, 16 = Flachsfasern mit Safranin gefärbt.

Praktische Anwendungen

143

Praktische Anwendungen der Lichtbrechung und Polarisation bei der Untersuchung v o n Faserstoffen I. Untersuchung ohne polarisierende Prismen 1. Physikalische A ufhellung von Faserpräparaten nach Einschluß in Flüssigkeiten von passendem Lichtbrechungsvermögen (Chloralhydrat, Glyzerin, Paraffinö], Kanadabalsam, Salicylsäuremethylester usw.). a) Zur Aufhellung von „Leitelementen" in Chloralhydrat usw. bei der Untersuchung von Faserstoffen. b) Zum Studium der Faser Verflechtung in Papieren; Betrachtung im Stereomikroskop. c) Bei der quantitativ-mikroskopischen Analyse melierter Papiere nach dem Verfahren von A. Herzog. d) Sichtbarmachen der Verteilung von Füll- und Imprägnierungsstoffen, Aufstrichmassen usw. in Papieren nach Einbettung der Papierprobe in Salizylsäuremethylester (Fasern nahezu unsichtbar). e) Erkennung mancher .Füllstoffe mit schwacher Doppelbrechung nach Einbettung in Flüssigkeiten von annähernd gleichem Lichtbrechungsvermögen. So z. B. Barytweiß fast unsichtbar in Monobromnaphthalin, Gips fast unsichtbar in Fenchelöl. Kreide und Kaolin fast unsichtbar in Monobrombenzol. f) Ölprobe zur Unterscheidung von Flachs und Baumwolle in Geweben. Nach Einwirkung von Nelkenöl werden die Flachsfasern bzw. die aus ihnen, bestehenden Fäden auffallend durchscheinend, während Baumwolle infolge ihrer schlechten Benetzungsfähigkeit Luft zurückhält und dementsprechend im auffallenden Lichte hell, im durchfallenden Lichte dunkel erscheint. Auch bei anderen Fasern gut brauchbar. g) Feststellung geringfügiger Farbenunterschiede bei gefärbten Fasern (z. B. Fehlern in Kunstseidegespinsten und -geweben) nach Einbettung in Paraffinöl und mikroskopischer Betrachtung mit weiten Beleuchtungskegeln („Abbes Farbenbild"). h) Erkennung von echter Makobaumwolle nach A. Herzog (Behandlung mit Kalilauge-Ammoniak und mikroskopische Betrachtung der im Faserinnern sitzenden braunen Protoplasmareste mit weiten Beleuchtungskegeln und passenden Sonderlichtfiltern (s. Zusammenstellung auf S. 149). i) Feststellung, ob die Farbe eines Papieres auf gefärbte Pigmente oder auf eine Färbung der Fasern mit Farbstoffen zurückzuführen ist (Einbettung des Papiers in Salizylsäuremethylester). k) Rasches Auffinden gefärbter Bestandteile in Papieren (Pigmente wie Smalte, Ultramarin, Chromgelb usw. nach Einbettung in Salizylsäuremethylester).

144

Lichtbrechung und Polarisation

1) Erkennung der Azetatseide und -Zellwolle an ihrer sehr schwachen Lichtbrechung. Nach Einbetten in Zitronen- oder Rizinusöl wird Azetatseide und -zellwolle fast völlig unsichtbar, während die übrigen, wesentlich stärker lichtbrechenden Faserstoffe sich deutlich vom Untergrund des mikroskopischen Gesichtsfeldes abheben, m) Homogenisieren der rauhen Schnittfläche von Fasern mit Glyzerin oder Öl bei dem A. Herzogschen Schnellverfahren zur Herstellung von Faserquerschnitten, n) Halbeinbettung von Fasern zur einwandfreien Beobachtung der Oberflächenbeschaffenheit (Manby, Reumuth, A. Herzog). II.

Untersuchung mit einem Polarisator

1. Bestimmung der Hauptlichtbrechungsexponenten bzw. der spezifischen Doppelbrechung von Fasern und anderen Stoffen nach der Immersionsmethode. 2. Nachweis von echter Seide und Kunstseide in Abfallgespinsten nach A. Herzog. Nach Einbettung in Anilin wird echte Seide nahezu unsichtbar, wenn ihre Längsachsen zur Polarisationsebene des Nicols senkrecht steht. Kunstseidefasern bleiben in allen Lagen deutlich sichtbar. 3. Herstellung gegensätzlicher Mikrophotogramme von ungefärbten, in stark aufhellend wirkenden Einschlußmitteln (z. B. Kanadabalsam) liegenden Fasern nach A. Herzog. Die aufzunehmende Faser wird in der Objekttischebene so lange gedreht, bis sie das Maximum der Sichtbarkeit zeigt. In einzelnen Fällen läßt sich auch die Stellung, in welcher die Faser hinsichtlich ihrer Lichtbrechung am wenigsten von der des Einschlußmittels abweicht, mit Vorteil dazu benützen, um etwaige Einschlüsse in der Fasermasse möglichst deutlich und optisch losgelöst von dieser wiederzugeben (Hervorheben der in den Quer- und Schrägrissen von Bastfasern enthaltenen Luft, etwaiger fester und gasförmiger Einschlüsse in Kunstfasern usw.). 4. Bestimmung der Maschinenrichtung eines Papiers nach Einbettung in Kanadabalsam. 5. Unterscheidung von merzerisierter und nichtmerzerisierter Baumwolle. Nach I. M. Preston erfahren die Hauptlichtbrechungsexponenten (na und nv) der Baumwolle beim Merzerisieren eine Erniedrigung. ny

Vor dem Merzerisieren Nach „ „ mit Spannung. . „ „ ohne „ . .

1,578 1,566 1,554

na

1,532 1,522 1,524

Spezifische Doppelbrechung ny-nx

0,046 0,055 0,030

Preston empfiehlt, die zu prüfenden Fasern in Benzoesäuremethylester einzubetten (nD = 1,570). Dreht man nun eine über dem Polarisator mikroskopisch eingestellte Faser in der Objekttischebene so lange, bis sie das Minimum der Sichtbarkeit zeigt, und stellt dann fest, ob sie stärker oder

Praktische Anwendungen

145

schwächer lichtbrechend ist als die umgebende Flüssigkeit, so ergibt sich nach obigem: Die Faser ist stärker lichtbrechend . . . „ „ „ schwächer „. . . .

nichtmerzerisierte Baumwolle merzerisierte Baumwolle

Die Untersuchung erfolgt in» Na-Licht| oder nach Vorschaltung eines passenden Lichtfilters. 6. Mit Kongorot gefärbte Fasern lassen bisweilen beim Drehen in der Objekttischebene eine deutliche Farbenwandlung von Blutrot nach nahezu Farblos erkennen (Dichroismus). a) Gruppentrennung von Faserstoffen nach Färbung mit Kongorot: Keine

Farbenwandlung

Sehr schwache Mittelstarke

,, „

Sehr starke

,,

Gelatinefäden, tierische Seide aller Art, tierische Wollen und Haare, Papiermaulbeerfaser Azetatseide und -Zellwolle Nitrat-, Kupfer- und Viskoseseide bzw. Zellwolle, Baumwolle Flachs, Hanf Ramie

b) Erkennung kleiner Faserstücke von Baumwolle. Entsprechend dem häufigen Wechsel in der Lage der optischen Indexellipse ist auch der Dichroismus an verschiedenen Stellen des Baumwollhaares verschieden. Besser als Kongorot eignet sich hierfür Chlorzinkjod unter Verwendung eines Gipsplättchens Rot III (vgl. Tabelle 73). 6. Bestimmung der Polarisations- und Schwingungsebene eines Nicols mit Hilfe von mit Kongorot gefärbten Flachsfasern. Die Polarisationsebene steht dann parallel zur Faserlängsrichtung, wenn die Faser beim Drehen in der Objekttischebene ein Minimum der Adsorption zeigt, also am hellsten erscheint. 7. Nachweis von Röstbakterien an der Oberfläche von Bastfasern. Behandlung mit Jodjodkaliumlösung und Einstellung der Faser in eine solche Lage, in der sie beim Drehen in der Objektischebene am wenigsten gefärbt erscheint. Etwa vorhandene Röstbakterien treten kräftig braun gefärbt hervor (A. Herzog). III.

Untersuchung

zwischen gekreuzten

Nicols

(Vgl. auch Tabelle 69)

1. Hervortreten des Gefüges von Faserstoffen. Verschiebungen, Quer- und Schrägrisse und andere mechanische Beschädigungen von Fasern werden deutlich sichtbar. Auch die sonst nur schwer wahrnehmbaren Hof- und anderen Tüpfel der Tracheiden des Nadelholzzellstoffes treten klar hervor (Abb. 101,120,121,124 u. 125).

Lichtbrechung und Polarisation

146

2. Unterscheidung der Fasern (Gruppen) auf Grund ihrer verschiedenen spezifischen Doppelbrechung: Stark doppelbrechend . . . . Mittelstark ,, . . . . Schwach

,,

. . . .

Nicht

,,

. . . .

Unter den Kunstseiden ist Azetatseide brechung sofort kenntlich.

Flachs, Hanf, Ramie, echte Seide Jute, Nitrat-, Kupfer- und Viskoseseide bzw. Zellwolle Agaven^, Manila-, Phormiumfasern, tierische Wollen und Haare, Azetatseide bzw. Zellwolle Glas-, Schlacken- und Gelatinefäden. bzw. Zellwolle

an ihrer schwachen

Doppel-

3. Flachs und Hanf lassen auch in völlig zerschlitztem Zustand (Lumpenpapier) noch ein deutliches Aufleuchten ihrer Fibrillen erkennen. 4. Auf Querschnitten gewisser Bastfasern (Hanf, Jute, Holzzellstoff) leuchtet die primäre Zellwand wesentlich stärker auf als die sekundären und tertiären Verdickungsschichten. 5. Triazetylzellulose hat einen optisch negativen Charakter und kann von den optisch positiven anderen Azetylzellulosen sofort unterschieden werden. 6. Tillandsia-, Cocos- und brasilianische Piassavefasern zeigen einen optisch negativen Charakter im Gegensatz zu anderen Faserstoffen des Pflanzen- und Tierreiches. 7. Feststellung des Azetylisierungsgrades von Azetylzellulose (Möhring). 8. Feststellung des Nitrierungsgrades von Baumwolle (H. Ambronn). Die Faser ist optisch positiv, wenn ihr Stickstoffgehalt weniger als 11,8% beträgt. Die Faser ist optisch neutral, wenn ihr Stickstoffgehalt gerade 11,8% beträgt. Die Faser ist optisch negativ, wenn ihr Stickstoffgehalt mehr als 11,8% beträgt. 9. Unterscheidung von Flachs und Hanf in den beiden Orthogonalstellungen nach A. Herzog. Nach Einschaltung eines Gipsplättchens Rot I erscheinen: Flachs Hanf

0° Addition Subtraktion

90° Subtraktion Addition

10. Untersuchung von Baumwolle. a) Ausgereifte Haare bleiben beim Drehen um 360° in der Objekttischebene in allen Lagen deutlich hell; sie unterscheiden sich diesbezüglich von allen anderen technisch wichtigen Faserstoffen, die hierbei 4 mal hell und dunkel werden (Abb. 119). b) Reife oder halbreife Baumwollhaare zeigen in der Längsansicht häufig einen plötzlichen Wechsel in der Lage der schiefangeordneten optischen Indexellipse. An der Übergangsstelle (dunkel) steht die längere Achse der Indexellipse parallel zur Faserlängsrichtung ( 4 . Herzog).

147

Praktische Anwendungen

c) Nachweis von toter Baumwolle. Diese ist so schwach doppelbrechend, daß zum Nachweis ein Gipsplättchen Rot I oder ein Gipsplättchen x / 16 — 1 / 8 A herangezogen werden muß ( A . Herzog). 11. Die Form des Faserquerschnittes läßt sich bis zu einem gewissen Grade aus den auftretenden Interferenzfarben entnehmen. Stielrunde oder elliptisch geformte Fasern verraten sich in der Längsansicht durch ein gesetzmäßiges Ansteigen der Interferenzfarben vom Rande nach der Mitte hin; unregelmäßig geformte Querschnitte, wie sie besonders bei den Kunstfasern häufig vorkommen, machen sich durch auffallende, parallel zur Längsrichtung der Faser verlaufende Farbenstreifen bemerkbar, die jedoch nicht gesetzmäßig aufeinanderfolgen. 12. Abplattungen von Fasern (z. B. natürliche Druck- und Kreuzungsstellen von echter und wilder Seide) sind am Sinken der Interferenzfarben ohne weiteres festzustellen. 13. Schon geringfügige Änderungen in der Querschnittsform der Fasern kommen in der Änderung der auftretenden Interferenzfarben sofort zum Ausdruck. Bekanntlich sind schon kleine Schwankungen in der Querschnittsform von Kunstseide der Gleichmäßigkeit im Glänze sehr abträglich (Glanzpunkte, „Finken" genannt). Zur bequemen Feststellung der genannten Änderungen ist besonders der Babinetsche Kompensator geeignet. 14. Auch bei Schafwolle sind Änderungen in der Querschnittsform bzw. Dicke der Haare mit dem Babinetschen Kompensator leicht nachzuweisen (Nichtparallelismus der auftretenden Parabelscharen). 15. Annähernd kann die Dicke (d in ¡j) von Wollhaaren aus dem gemessenen Gangunterschied abgeleitet werden: ,

d=

Gangunterschied •

in

ftp .

Eine rohe Schätzung der Dicke läßt übrigens schon die auftretende Interferenzfarbe zu, wobei allerdings auch die Gegenfarbe zwischen parallelen Nicols zum Vergleiche herangezogen werden muß (Tabellen 66 u. 67). 16. Spontane Zersetzungen der Fäden aus Azetylzellulose, die insbesondere bei Triazetylzellulose oft vorkommen, können schon zu einer Zeit nachgewiesen werden, in welcher die gewöhnliche Betrachtung oder die chemische Untersuchung der Fasern noch keinen Anhaltspunkt ergibt. Die Zersetzungen äußern sich in einer örtlichen Änderung der Doppelbrechung. 17. Leitelemente der Fasern können rasch sichtbar gemacht werden. So sind Kalziumoxalatkristalle (Hanf, Nesselfasern, Adansonia, Broussonetia, Phormium, Agave usw.) zwischen gekreuzten Nicols sehr bequem nachzuweisen (Abb. 115). Auch manche Stengeloberhäute zeigen ein charakteristisches diesbezügliches Verhalten (Sunnhanfstengel, Crotolaria juncea) (Abb. 114). 18. Bei der mikrochemischen Untersuchung von Füllstoffen, Imprägnierungsund Aufstrichmassen von Papieren können Fällungen von farblosen doppel-

148

Lichtbrechung und Polarisation

brechenden Kristallen, die sich nur wenig vom Untergrund des Gesichtsfeldes abheben, rasch sichtbar gemacht werden. 19. Nachweis von Stärke bei der mikrochemischen Analyse von Füllstoffen in Papieren und Textilien. Bei der Untersuchung ist insbesondere das durch das organische Zentrum des Stärkekornes hindurchgehende dunkle Polarisationskreuz zu beachten (Abb. 117). 20. Vernichtung störender Glanzlichter bei der mikroskopischen Betrachtung mit auffallendem Licht (Ultropak und andere ähnlich gebaute Einrichtungen). 21. Hervorheben der Streifung gequetschter Fasern (Abb. 122 u. 123). 22. Achsenbilder von Kristallen usw. (Abb. 116).

VIII. VERSCHIEDENES Zusammensetzung der wichtigsten Lichtfilter zu mikroskopischen Arbeiten (nach A. Herzog)

1. Zur Farbenverstärkung rot und blau gefärbter bakteriologischer und anderer mikroskopischer Präparate. a) für Tages- und Gasglühlicht: Filterblau II Filtergelb

1,13 0,58

b) für elektrisches Glühlicht: Filterblau II Filterblaugrün

0,75 0.10

2. Zur Bestimmung der Lichtbrechung mikroskopischer Präparate nach der Immersionsmethode (an Stelle von Na-Licht zu verwenden). Rose bengale Tartrazin Filterblaugrün

0,40 1,50 1,50

3. Zu mikroskopischen Wolkenbeobachtungen (meteorologisch). Filterblau II Filtergelb

2,25 1,15

4. Kompensationsfilter für elektrische Mikroskopierlampen: Toluidinblau Echtrot

0,25 0,06

5. Strenges Grünfilter für mikrophotographische Arbeiten (auch zum raschen Nachweis von Kalium geeignet): Patentblau Tartrazin .

4,0 3,0

150

Verschiedenes

Besondere Anwendungen des Farbenverstärkungsfilters für Blau und Rot (la und b) 1. Bei Doppelfärbungen bakteriologischer Präparate mit MethylenblauFuchsin. Im Sputum vorhandene Tuberkelbakterien treten nach der Färbung mit Methylenblau-Fuchsin und Betrachtung durch das Filter leuchtend rot hervor, so daß sie trotz ihrer Zartheit schon mit verhältnismäßig schwachen Immersionssystemen (Zeiß, Achromat-Öl-Immersion 1/7", 50fach) deutlich sichtbar werden. Auch in anderen Fällen sehr gut brauchbar. 2. Verstärkung zu schwach ausgefallener Safraninfärbung von Kunstseideund Zellwollquerschnitten bei der Bestimmung des Titers auf mikroskopischem Wege. 3. Alte, nach der Dippelschen Methode in Glyzeringelatine eingebettete, ausgeblaßte Jodpräparate von unverholzten Pflanzenzellen erfahren eine beträchtliche Verstärkung des Blaugehaltes. 4. Schwach lichtbrechende Kristalle von Natriumfluorsilikat und stark verkieselte Pflanzenzellen, die in stark aufhellend wirkenden Flüssigkeiten eingebettet sind (Phenol, Cholralhydrat usw.), werden durch eine auffallende Rotfärbung hervorgehoben. 5. Ausgezeichnete Trennung von Indigoblau sublimaten.

und Indigrubin

in Indigo-

6. Die Reaktion mit Kupferoxydammoniak-Rutheniumrot nach A. Herzog erfährt eine ausgezeichnete Verbesserung (Cuticula und Inhaltsbestandteile der Baumwolle und anderer Pflanzenhaare, Mittellamellen von Bastfasern usw. treten leuchtend rot hervor, so daß selbst Spuren nicht übersehen werden können). 7. Auch braun gefärbte Anteile von Fasern werden nach Rot verstärkt (Färbung der braunen Inhaltsbestandteile und der Wandung von Makobaumwolle nach Behandlung mit Kalilauge-Ammoniak). 8. Bei der Prüfung von Mikroskopobjektiven mit der ^¿»¿»eschen Testplatte vorteilhaft zu gebrauchen; auch bei der direkten Prüfung von mikroskopischen Systemen, Brillengläsern, Kondensoren usw. auf Farbenreinheit der Abbildung nützlich. 9. Bei Titrationen mit Methylorange als Indikator zur genaueren Feststellung des Neutralisationspunktes zweckmäßig zu verwenden.

Lichtfilter Nach

151

Wellenlängen

relativ gut begrenzte

Lichtfilter

T a b e l l e 70 Farbe des Filters

Durchläse igkeit W

Zusammensetzung des L i c h t f i l t e r s 1

Grenzen

Maximale Helligkeit

Gelb

Rose bengale Tartrazin . . Filterblaugrün .

0,8 3,2 3,0

580—605

Orange

Rose bengale Tartrazin . . Filterblaugrün .

0,8 3,2 1,5

580—625

590—600

Orange II . . Dunkelrotgrün . . Filterblaugrün .

3,0 1,6 1,5

555—600

570—580

. 114,1 2,3 3,0

555—590

570—580

1,6 6,0 1,5

500—600

530—550

Patentblau Tartrazin . . Filterblaugrün . .

4,0 6,0 1,0

500—550

520—530

Patentblau Tartrazin . . Filterblaugrün . . .

4,0 3,0 1,0

490—570

515—530

Kristallviolett Patentblau . Filterblaugrün . . . .

1,4 4,0 1,0

440—490

450—470

Kristallviolett Patentblau . Filterblaugrün . . . .

1,4 2,0 1,0

430—490

450—470

Rose bengale Filter blau II . Filterblaugrün . . . .

1,6 3,0 3,0

430—510

450—480

Patentblau . Kristallviolett . Filterblaugrün . . . .

4,0 3,2 1,0

440—475

450—460

Kristallviolett . Filterblaugrün . . .

4,8 1,5

400—460

430—450

Olivgrün

Rapidfiltergrün Naphtholgrün Orange II . . Toluidinblau . Tartrazin . . Filterblaugrün .

Grün

Blau

Violett 1

.

—

Anmerkungen

sehr gut, aber lichtschwach

lichtstark

lichtstark

F a r b s t o f f e der X.Cr. Farbenindustrie in g / m ! Filterfläche (Meister, Lucius & Brüning, Höchst).

152

Verschiedenes

Nach dem roten Ende des Spektrums gut begrenzte T a b e l l e 71 Eigenfarbe des Filters

Gelb

Zusammensetzung des Filters (Farbstoffe der I.G. Farbenindustrie g für i m' Filterfläche)

Menge Farbstoff in g 1

Absorptionsgrenze

6,0

510

1,2 3,0

540

Naphtholorange Tartrazin

2,5 3,0

550

Orange II Tartrazin

3,0 3,0

555

Rose bengale Tartrazin

0,8 3,0

580

Rose bengale Tartrazin Filterblau II

0,8 3,0 3,0

600

Säurerhodamin Tartrazin

3,9 3,0

620

Säurerhodamin Tartrazin Filterblau II

3,9 3,0 4,5

630

Kristallviolett Tartrazin

1,6 3,0

650

Dunkelrotgrün Säurerhodamin

0,8 3,9

670

Säuregrün Säurerhodamin

3,2 3,9

690

Patentblau Tartrazin Säurerhodamin

4,0 3,0 3,9

700

Patentblau Tartrazin Säurerhodamin

8,0 3,0 3,9

720

Tartrazin Naphtholorange Tartrazin

Orange

Bot

1

Lichtfilter

.

Nach v. Hühl, Gramme Farbstoff auf den Quadratmeter Glasfläche.

W

153

Lichtfilter e •s 1 a> a-a 3 es o& w wCQ fi 2 « 5 S3 e ce a> E

3 *«lS ® fe E ° ^CPQ co 6 00 SI

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