K = kunnen
W = worden
Vd = van de
Vh = van het
Tss = tussen
Medische fysica – microscopie Wnr = wanneer
# = aantal/hoeveelheid
1. Diffractie
1.1 Superpositie van golven:
Watergolven tegengehouden door barrière met kleine opening (parallel aan golven)
→ ontstaan sferisch golfpatroon
Huygens principe: elk punt ve golffront ageert als bron van nieuwe golven, die zich voorplanten
in alle richtingen vanuit dit punt tegen snelheid vd golf in het medium.
Golffront op later tijdstip: oppervlak rakend aan nieuwe golven.
Principe voor alle golven (o.a. elektromagnetische).
2 oscillerende synchrone puntbronnen:
- Constructieve interferentie: beide golffronten versterken elkaar. Golven in fase:
maxima en minima v beide bronnen gelijktijdig → optellen → dubbelgrote amplitude.
- Destructieve interferentie: beide golffronten doven elkaar. Golven in tegenfase:
maxima ene bron wanneer minima andere bron → geen golf.
Superpositie principe:
Constructieve interferentie wnr golven in fase zijn (verschillen tss golven = n.λ)
Destructieve interferentie wnr golven in tegenfase zijn (verschillen tss golven = (n+1.)λ/2)
Richtingen onder de welke constructieve/destructieve interferentie optreedt bepaald door ↑.
1.2 Diffractie van elektromagnetische golven:
Beeld = projectie spleet + diffractie lichtbundel.
Huygens principe:
Eerste donkere strook: verschil in weglengte lichtstralen aan beide zijden : λ → tegenfase
Destructieve interferentie
Tweede donkere strook: verschil in weglente lichtstralen aan beide zijden: 2 λ
Minima in intensiteit onder hoek θ: sin θ = n. λ/W W = breedte spleet
Heldere strook: tussen 2 donkere stroken
Constructieve interferentie
Strook met grootste breedte = hoogste intensiteit
1
, 1.3 Onderscheidend vermogen van een optisch instrument:
Optische instrumenten: licht door kleine circulaire opening → circulair diffractiepatroon
1e minimum onder hoek θ met θ: sinθ = 1,22. λ/D D = diameter opening
Criterium van Rayleigh: 2 puntvormige objecten kunnen nog juist w onderscheden wnr centraal
maximum vh diffractiepatroon vh ene voorwerp samenvalt met 1e minimum vh diffractiepatroon
vd andere voorwerp.
Microscoop: kleinste afstand tss 2 punt die juist nog als gescheiden punten k w gezien.
Sin θmin = 1,22 λ/D
θmin/2 = s/2d
θmin = s/d
Minimale afstand tss 2 punten: s = 1,22 (d/D). λ
Met d = afstand tot de lens, D = diameter vd lens
2. Lenzenaberraties:
2.1 Sferische aberratie:
Verschil in focusafstand tussen axiale en buitenste zones ve lens; invallende stralen verder v
optisch as, w sterker afgebogen.
Diafragma dat buitenste stralen afsnijdt.
2.2 Chromatische aberratie:
Brekingsindex v licht met kortere golflengte is groter dan brekingsindex v licht met langere
golflengte; violet (korte) w sterker gebroken dan rood (lang). Brandpuntafstand ve convergerende
lens voor licht met korte golflengte is kleiner dan voor licht met langere golflengte.
Samengestelde lenzen uit verschillende glassoorten = achromatische lens.
2.3 Beeldvlakkromming:
Voorwerp op plak vlak w afgebeeld in gekromd vlak (= Petzval oppervlak).
Lenzenstelsels die voorwerp in plat vlak afbeelden = aplanatisch.
Plan Apo objectief: objectief gecorrigeerd voor chromatische aberraties en beeldvlakkromming
3. Principe vd microscoop:
2 lenzen aanwezig → beide vergroten beeld
Objectief lens (dicht bij voorwerp): sterk convergerende lens met kleine brandpuntafstand.
2
W = worden
Vd = van de
Vh = van het
Tss = tussen
Medische fysica – microscopie Wnr = wanneer
# = aantal/hoeveelheid
1. Diffractie
1.1 Superpositie van golven:
Watergolven tegengehouden door barrière met kleine opening (parallel aan golven)
→ ontstaan sferisch golfpatroon
Huygens principe: elk punt ve golffront ageert als bron van nieuwe golven, die zich voorplanten
in alle richtingen vanuit dit punt tegen snelheid vd golf in het medium.
Golffront op later tijdstip: oppervlak rakend aan nieuwe golven.
Principe voor alle golven (o.a. elektromagnetische).
2 oscillerende synchrone puntbronnen:
- Constructieve interferentie: beide golffronten versterken elkaar. Golven in fase:
maxima en minima v beide bronnen gelijktijdig → optellen → dubbelgrote amplitude.
- Destructieve interferentie: beide golffronten doven elkaar. Golven in tegenfase:
maxima ene bron wanneer minima andere bron → geen golf.
Superpositie principe:
Constructieve interferentie wnr golven in fase zijn (verschillen tss golven = n.λ)
Destructieve interferentie wnr golven in tegenfase zijn (verschillen tss golven = (n+1.)λ/2)
Richtingen onder de welke constructieve/destructieve interferentie optreedt bepaald door ↑.
1.2 Diffractie van elektromagnetische golven:
Beeld = projectie spleet + diffractie lichtbundel.
Huygens principe:
Eerste donkere strook: verschil in weglengte lichtstralen aan beide zijden : λ → tegenfase
Destructieve interferentie
Tweede donkere strook: verschil in weglente lichtstralen aan beide zijden: 2 λ
Minima in intensiteit onder hoek θ: sin θ = n. λ/W W = breedte spleet
Heldere strook: tussen 2 donkere stroken
Constructieve interferentie
Strook met grootste breedte = hoogste intensiteit
1
, 1.3 Onderscheidend vermogen van een optisch instrument:
Optische instrumenten: licht door kleine circulaire opening → circulair diffractiepatroon
1e minimum onder hoek θ met θ: sinθ = 1,22. λ/D D = diameter opening
Criterium van Rayleigh: 2 puntvormige objecten kunnen nog juist w onderscheden wnr centraal
maximum vh diffractiepatroon vh ene voorwerp samenvalt met 1e minimum vh diffractiepatroon
vd andere voorwerp.
Microscoop: kleinste afstand tss 2 punt die juist nog als gescheiden punten k w gezien.
Sin θmin = 1,22 λ/D
θmin/2 = s/2d
θmin = s/d
Minimale afstand tss 2 punten: s = 1,22 (d/D). λ
Met d = afstand tot de lens, D = diameter vd lens
2. Lenzenaberraties:
2.1 Sferische aberratie:
Verschil in focusafstand tussen axiale en buitenste zones ve lens; invallende stralen verder v
optisch as, w sterker afgebogen.
Diafragma dat buitenste stralen afsnijdt.
2.2 Chromatische aberratie:
Brekingsindex v licht met kortere golflengte is groter dan brekingsindex v licht met langere
golflengte; violet (korte) w sterker gebroken dan rood (lang). Brandpuntafstand ve convergerende
lens voor licht met korte golflengte is kleiner dan voor licht met langere golflengte.
Samengestelde lenzen uit verschillende glassoorten = achromatische lens.
2.3 Beeldvlakkromming:
Voorwerp op plak vlak w afgebeeld in gekromd vlak (= Petzval oppervlak).
Lenzenstelsels die voorwerp in plat vlak afbeelden = aplanatisch.
Plan Apo objectief: objectief gecorrigeerd voor chromatische aberraties en beeldvlakkromming
3. Principe vd microscoop:
2 lenzen aanwezig → beide vergroten beeld
Objectief lens (dicht bij voorwerp): sterk convergerende lens met kleine brandpuntafstand.
2
