Modelgeschiedenis: Wilhelm (1840 - 1925) en Henry (1842 - 1907) Seibert

Zij studeerde optica bij Carl Kellner (1826-1855). Na de vroege dood van Kellner werkten ze samen met Ernst Gundlach en Edmund Hartnack. Nadat Gundlach haar activiteiten in Berlijn had overgenomen, begonnen ze met de productie van hoogwaardige microscopen. Het No IV-model is gebaseerd op het oorspronkelijke ontwerp van Ernst Gundlach, die zijn bedrijf aan Seibert en Krafft verkocht voordat hij naar de Verenigde Staten vertrok. De microscoop is voorzien van een parallelle koppelingsfocussysteem, typisch voor verschillende Duitse makers van het einde van de 19e eeuw.

Wetenschappelijk werk gemaakt met dit model: in 1876 kocht dr. Robert Koch een microscoop van het hier gezien IV-model voor zijn onderzoek naar de Anthrax-bacteriën en fotomicrografie na advies van zijn vriend en mentor Ferdinand Julius Cohn (1828-1889). Tijdens zijn werk was Koch betrokken bij vele microscoopverbeteringen van verlichting en resolutie en werd hij de eerste arts die een olie-immersielens, de Abbe-condensor en microfotografie van bacteriën gebruikte. In zijn latere jaren werkte Koch met een Zeiss-microscoop.

Walther Flemming gebruikte een Seibert Stativ IV met een tweede spiegel toegevoegd om tegelijkertijd boven en onder te belichten voor zijn studies naar mitose. Een andere microscoop van hetzelfde model werd gebruikt door de Deense arts Hans Christian Gram, die de naar hem genoemde kleurmethode ontwikkelde.

Seibert im Wetzlar,Stativ IV, petrografische microscoop omgebouwd

Petrografische microscoop omgebouwd naar een samengestelde microscoop

Het statief echter lijkt veeleer van een petrografische microscoop, die door het optische instrumentenmakerhuis “ J.M. Koppenol- Witte de Withstraat 140- Den Haag- Nederland” is omgebouwd tot een samengestelde microscoop.

In de polarisatorcondensor werd het Nicol-prisma verwijdert en het afsluitglas vervangen door een convergerende lens.

De objectievenhouder is vervangen door een revolver voor drie objectieven en is van het merk Carl Zeiss Jena.

De tubus waar normaal de analysator (Ahrensprisma) van een petrografische microscoop zit, is vervangen door een volle tubus.

De houder voor de objectieven is dan wel weer behouden voor het plaatsen van niet verdraaibare objectieven.

In tropische klimaten zorgen hoge luchtvochtigheidsniveaus en onjuiste opslagomstandigheden voor de ophoping van vuil en schimmel op de optische apparatuur, zoals microscopen. Schimmel op de lenzen en oxidatie op de body. Meestal werden microscopen voor gebruik in tropische klimaten vernikkeld.

Seibert wetzlar polarisatie microscoop
Condensor met nicol prisma
Seibert Wetzlar samengestelde microscoop
Omgebouwde Condensor

Seibert petrografische microscoop

De petrografische microscoop: evolutie van een mineralogisch onderzoeksinstrument

 

De petrografische microscoop, ontworpen om de optische eigenschappen van mineralen te observeren en te meten om ze te identificeren, vormt al meer dan 120 jaar de basis voor mineralogisch en petrologisch onderzoek. Veel van wat er tegenwoordig op deze gebieden bekend is, is toe te schrijven aan dit instrument, waarvan de ontwikkeling parallel liep met een evolutie van de fundamentele optische theorie en de correlatie ervan met minerale structuur en samenstelling. Dit instrument en de bijbehorende accessoires zijn geëvolueerd door een reeks modellen en ontwerpen, die op zichzelf onderscheidend zijn vanwege hun wetenschappelijke functie en elegante constructie, en worden tegenwoordig gewaardeerd door verzamelaars van wetenschappelijke instrumenten.

Vier instrumenten zijn essentieel geweest voor de ontwikkeling van de wetenschap van de mineralogie zoals we die vandaag kennen: (1) de kristallografische goniometer, gebruikt om externe kristalmorfologie te meten; (2) de petrografische microscoop, gebruikt om optische kenmerken te bepalen; (3) de röntgendiffractiecamera, gebruikt om de interne atomaire rangschikking te beoordelen; en (4) de elektronenmicrosonde, gebruikt om de chemische samenstelling te analyseren. Elk van deze instrumenten heeft opeenvolgende stadia van ontwikkeling doorgemaakt die het vermogen hebben vergroot om de maximale hoeveelheid informatie te verzamelen die mogelijk is voor die algemene techniek. 

Optische mineralogie is een veeleisend en fascinerend deelgebied van de mineralogie. Mineralen beïnvloeden op opmerkelijke manieren het licht dat er doorheen gaat. De meeste verzamelaars zijn bekend met dichroïsche en trichroïsche mineralen, zoals toermalijn en ioliet (cordieriet), die vanuit verschillende richtingen verschillende kleuren vertonen. Een ander algemeen bekend kenmerk is dat van dubbele breking, geïllustreerd door de verdubbeling van een beeld dat wordt bekeken door een breukfragment van calciet; waarschijnlijk beseffen maar weinig verzamelaars dat de twee afbeeldingen in verschillende richtingen “gepolariseerd” zijn. Andere optische kenmerken worden minder goed begrepen door verzamelaars en amateur-mineralen, zoals het feit dat licht (dat zich in een vacuüm met een snelheid van ongeveer 300.000 kilometer per seconde verplaatst) aanzienlijk langzamer reist wanneer het door een kristal gaat, en dat eigenaardigheden van kristalstructuur en samenstelling ervoor kunnen zorgen dat het met verschillende snelheden in verschillende richtingen door hetzelfde kristal gaat. Om het nog interessanter te maken, kan het polarisatievlak van een lichtstraal ook rond zijn eigen bewegingsas worden geroteerd wanneer deze door een kristal gaat. Deze en andere optische effecten zijn handtekeningen of vingerafdrukken van elke mineraalsoort en zijn daarom zeer diagnostisch voor hun identificatie. Het nauwkeurig meten van de verschillende soorten lichtinteractie met mineralen is een uiterst uitdagende taak. Om deze uitdaging aan te gaan, ontwikkelden mineralogen en instrumentmakers de petrografische microscoop, en in de loop van het verfijnen van de mogelijkheden gedurende meer dan een eeuw hebben ze een verbazingwekkende hoeveelheid genialiteit, vindingrijkheid en vakmanschap toegepast. Om het nog interessanter te maken, kan het polarisatievlak van een lichtstraal ook rond zijn eigen bewegingsas worden geroteerd wanneer deze door een kristal gaat. Deze en andere optische effecten zijn handtekeningen of vingerafdrukken van elke mineraalsoort en zijn daarom zeer diagnostisch voor hun identificatie. Het nauwkeurig meten van de verschillende soorten lichtinteractie met mineralen is een uiterst uitdagende taak. Om deze uitdaging aan te gaan, ontwikkelden mineralogen en instrumentmakers de petrografische microscoop, en in de loop van het verfijnen van de mogelijkheden gedurende meer dan een eeuw hebben ze een verbazingwekkende hoeveelheid genialiteit, vindingrijkheid en vakmanschap toegepast. Om het nog interessanter te maken, kan het polarisatievlak van een lichtstraal ook rond zijn eigen bewegingsas worden geroteerd wanneer deze door een kristal gaat. Deze en andere optische effecten zijn handtekeningen of vingerafdrukken van elke mineraalsoort en zijn daarom zeer diagnostisch voor hun identificatie. Het nauwkeurig meten van de verschillende soorten lichtinteractie met mineralen is een uiterst uitdagende taak. Om deze uitdaging aan te gaan, ontwikkelden mineralogen en instrumentmakers de petrografische microscoop, en in de loop van het verfijnen van de mogelijkheden gedurende meer dan een eeuw hebben ze een verbazingwekkende hoeveelheid genialiteit, vindingrijkheid en vakmanschap toegepast. Deze en andere optische effecten zijn handtekeningen of vingerafdrukken van elke mineraalsoort en zijn daarom zeer diagnostisch voor hun identificatie. Het nauwkeurig meten van de verschillende soorten lichtinteractie met mineralen is een uiterst uitdagende taak. Om deze uitdaging aan te gaan, ontwikkelden mineralogen en instrumentmakers de petrografische microscoop, en in de loop van het verfijnen van de mogelijkheden gedurende meer dan een eeuw hebben ze een verbazingwekkende hoeveelheid genialiteit, vindingrijkheid en vakmanschap toegepast. Deze en andere optische effecten zijn handtekeningen of vingerafdrukken van elke mineraalsoort en zijn daarom zeer diagnostisch voor hun identificatie. Het nauwkeurig meten van de verschillende soorten lichtinteractie met mineralen is een uiterst uitdagende taak. Om deze uitdaging aan te gaan, ontwikkelden mineralogen en instrumentmakers de petrografische microscoop, en in de loop van het verfijnen van de mogelijkheden gedurende meer dan een eeuw hebben ze een verbazingwekkende hoeveelheid genialiteit, vindingrijkheid en vakmanschap toegepast.

Hoewel vroege polariscopen en microscopen met polariserende accessoires tegen het midden van de 19e eeuw een basiskennis van minerale optica mogelijk maakten, leidde de evolutie van de petrografische microscoop en aanverwante accessoires tot een snelle uitbreiding van kwantitatieve mineralogische en petrologische studies in het laatste deel van die eeuw. Veel ontdekkingen op het gebied van natuurkunde en optica in de afgelopen vier eeuwen zijn verwerkt in de constructie, waardoor het een werkelijk fascinerend instrument is geworden. Vóór het midden van de 20e eeuw maakten functionele elegantie en schoonheid deel uit van het ontwerp; bijgevolg zijn dergelijke microscopen en aanverwante accessoires zeer verzamelbaar, niet alleen vanwege hun esthetische kwaliteiten, maar ook omdat hun talrijke variaties de voortschrijdende ontwikkelingen weerspiegelen en vanwege hun nauwe band met mineralogische studies.

De term ‘petrografisch’, hoewel precies een verkeerde benaming, beschrijft slechts een deel van de functie van dit instrument; hoewel het inderdaad kan worden gebruikt om de “grafische textuur” van rotsen te bestuderen, is het in de eerste plaats een mineralogisch instrument dat specifiek is ontworpen om de manier te onthullen en te meten waarop licht door optisch transparante mineralen reist en ermee interageert, waardoor correlaties met structuur en compositie worden geboden. Er is ook een analoge techniek ontwikkeld, waarbij gereflecteerd licht wordt gebruikt om gepolijste ertsmonsters te onderzoeken, om optische informatie uit ondoorzichtige mineralen te extraheren. De petrografische microscoop is op verschillende momenten beschreven als zowel een “petrologische” (of petrologische) als een “petrografische” microscoop. Het onderscheid tussen deze twee termen wordt vaak over het hoofd gezien. Petrologie verwijst naar een brede studie van de oorsprong, geschiedenis en verandering van gesteente, met een impliciet interpretatie-element (vaak nogal subjectief). Dit staat in contrast met de studie van petrografie, die een meer restrictieve onderneming is en de beschrijving en classificatie van minerale assemblages omvat (zie Pirsson, 1918; Holmes, 1930; en Thrush, 1968). Aangezien de microscoop een instrument is voor observatie, meting en identificatie, zal de term “petrografisch” hier derhalve worden toegepast.
Hoewel de petrografische microscoop nu vaak wordt verwaarloosd als onderzoeksinstrument, blijft het toch een veelzijdig en effectief apparaat in het mineralogisch laboratorium. Het is een waardevolle aanvulling op de andere instrumentele analysemethoden, evenals een essentieel instrument voor de karakterisering van nieuwe minerale soorten en voor de studie van petrologie en petrogenese (de laatste term verwijst naar de studie van minerale vergroeiingen en paragenese van gesteenten) . Zowel amateur- als professionele mineralogen kunnen profiteren van een goed begrip van de rijke geschiedenis en de elegante complexiteit van de vele functies en mogelijkheden. Dienovereenkomstig gaat dit artikel in op de vorm, functie en ontwikkeling van de petrografische microscoop en zijn accessoires tot eind jaren ’70. Een dergelijk verslag kan niet adequaat worden weergegeven zonder ook de gelijktijdige ontwikkeling van mineralogie en geologie te omvatten, evenals de bijdragen van de vele individuen die hebben bijgedragen aan onze collectieve kennis, aangezien vooruitgang in het ene streven nauw afhankelijk was van vooruitgang in het andere. 

EIGENSCHAPPEN van de PETROGRAFISCHE MICROSCOOP

De petrografische microscoop is een complex instrument en een bespreking van de ontwikkeling ervan vereist een basiskennis van de onderdelen en hun functie, naast enige kennis van de fundamentele optische theorie. De traditionele petrografische microscoop lijkt oppervlakkig op een biologische microscoop, met een lichaamsbuis (inclusief oculair en objectief), arm, tafel, condensor (meestal met irisdiafragma) en voet. Zoals te zien is in figuur 1, richt de condensor licht van onder de tafel naar een studieonderwerp op de tafel, een objectief verzamelt dat licht dat door het onderwerp gaat, een oculair boven aan de buis brengt het beeld scherp voor de waarnemer. De petrografische microscoop heeft echter aanvullende componenten die nodig zijn voor mineralogisch onderzoek, de belangrijkste daarvan zijn de polarisator die zich in de condensor bevindt, en een al dan niet draaibare analysator die zich in de lichaamsbuis bevindt. Deze twee componenten polariseren elk licht, waardoor de trilling wordt beperkt tot slechts één vlak of richting (ook bekend als een “geprivilegieerde” richting) langs de reisrichting (d.w.z. vlak gepolariseerd licht), in tegenstelling tot gewoon licht dat trilt in alle vlakken loodrecht op zijn licht. rijrichting. In eerdere instrumenten zijn de analysator en polarisator samengesteld uit zorgvuldig gesneden en geassembleerde calciet prisma’s, terwijl de meeste latere instrumenten (na 1950) Polaroid gebruiken, een synthetische polymeerfilm met sterke absorptie-eigenschappen voor licht dat in alle richtingen behalve één vibreert.
Andere belangrijke kenmerken van de petrografische microscoop zijn:
Sommige polatisatie microscope zijn uitgerust met een Bertrand-lens. Een Bertrand-lens, een kleine lens die in de microscoopbuis wordt gestoken en die een beeld vergroot van een interferentiefiguur in het brandpuntsvlak van een hoogvermogenobjectief. Een interferentiefiguur is een diagnostisch lichtpatroon dat is samengesteld uit isogyrieën (donkere gebieden die uitstervingszones zijn) en isochromen (een reeks interferentiekleuren die gebieden met gelijke vertraging vertegenwoordigen); het wordt gebruikt bij het bepalen van kristalsymmetrie en -oriëntatie. De Bertrand-lens is een aanpassing van een Amici-apparaat uit 1844 om interferentiefiguren te bekijken, en wordt terecht een “Amici-Bertrand” -lens genoemd. Het is niet altijd aanwezig bij eerdere microscoopontwerpen; bij afwezigheid, interferentiecijfers kunnen worden onderzocht door het oculair te verwijderen en direct door de microscoopbuis te kijken (methode van Von Lasaulx), of door een klein vergrootglas direct boven het oculair te houden (methode van Klein). (1) In instrumenten van onderzoekskwaliteit is de Bertrand-lens centreerbaar binnen het lichtpad, focusseerbaar en bevat een irisdiafragma dat wordt gebruikt om

om de beeldkwaliteit te verbeteren en licht te isoleren van een kleine minerale korrel.

Een dradenkruisoculair dat evenwijdig is georiënteerd aan de trillingsrichtingen van de analysator en de polarisator. Dit wordt gebruikt om de uitdovingshoek te meten, wat de hoek is tussen een splijting of ander kristallografisch vlak van een minerale korrel en zijn positie van maximale duisternis, d.w.z uitdoving, terwijl de korrel wordt geroteerd op de tafel tussen de analysator en polarisator. Kruisdraden in oudere instrumenten (en ook in sommige nieuwere) werden vaak gemaakt met buitengewoon delicaat spinnenweb.

Een accessoire-sleuf boven het objectief en neusstuk die een verscheidenheid aan compensators platen accepteert (met dunne plakjes gips, mica of kwarts, elk gesneden met een bepaalde oriëntatie en dikte die een bekende vertraging van licht geeft ) of andere accessoires. Deze sleuf was gewoonlijk gepositioneerd op 90 graden ten opzichte van het NS-oculairkruis in vroege petrografische microscopen, en op 45 graden bij latere instrumenten.

De interferentiekleurenkaart van Michel-Lévy

De interferentiekleurenkaart van Michel-Lévy wordt al meer dan 100 jaar continu gebruikt door analytische microscopisten. Deze grafiek, ook wel bekend als de Michel-Lévy-tabel van dubbele breking, is vandaag de dag net zo nuttig als meer dan een eeuw geleden bij het ontrafelen van de vele mysteries van microscopische deeltjesanalyse en identificatie. Dit buitengewoon waardevolle hulpmiddel voor de microscopist met gepolariseerd licht brengt grafisch de dikte, retardatie (optisch pad verschil) en dubbele breking (numeriek verschil tussen de belangrijkste brekingsindices) in verband voor bepaalde weergaven van transparante, kleurloze of gekleurde stoffen. Door deze kenmerken kunnen onbekende materialen worden geïdentificeerd; bovendien geven ze belangrijke optische informatie over die materialen waarvan de identiteit bekend is.

Chromolithografie interferentiekleurenkaart van Michel-Lévy:

De interferentiekleurenkaart van Michel-Lévy
https://antiqueoptics.eu/wp-content/uploads/Michel-Levy_optimized.png

 

Chromolithografie interferentiekleurenkaart van Michel-Lévy