Lupen für Fortgeschrittene (XIV)
Ein schlechtes Triplett? Und ein Quäntchen Spektrometrie!

Lupen-Folge 14 (!) - eine zu lange Abschweifung von unserem Kernthema, den Bärtierchen? Ja und nein, eher nein: Das Minimalinstrument, mit dem wir die Bärtierchen sehen und vor allem finden können, ist nun mal eine klassische 10fach Lupe. Auch sehen wir an Hand der Klickzahlen, dass die vertiefende Betrachtung dieser Kleinoptiken auf allgemeines Interesse stößt. Nicht zuletzt besteht beim Thema Lupe die Möglichkeit, die Optik klammheimlich mit Optikgeschichte und Materialkunde zu verquicken, wodurch sich ein diaktischer Mehrwert ergibt. Wir hoffen jedenfalls, dass für wirklich alle Leserinnen und Leser tatsächlich neue Informationen und Einsichten enthalten sind.

Thema dieses Journals sind klassische Dialupen. Manche unserer Leser werden sich vielleicht noch an die kleinen, verglasten Plastikrähmchen erinnern, in die man früher vorzugsweise Urlaubserlebnisse einsargte - und diese dann schlimmstenfalls bei einem Glas miesem Rotwein im Bekanntenkreis vorführte. Wir haben nun ein paar dieser Dialupen aus der Schublade gefischt und näher betrachtet.

Auf den Webseiten der Fotografen finden sich reichlich einschlägige Vergleiche, die wir hier nicht in gleichem intellektuellem Tiefgang wiederholen wollen (und es auch nicht können). Es geht vielmehr darum, die bereits früher entwickelten und erklärten materialkundlichen Betrachtungsweisen auf neue Objekte anzuwenden.

Falls nicht ohnehin bekannt sei einleitend erwähnt, dass es bei den Dialupen Profi-, Luxus- und ArmeLeute-Geräte gibt, die qualitativ und preislich in unterschiedlichen Universen angesiedelt sind. Beginnen wir im oberen Preissegment:

Abb. 1: Ein Zuckerhut? - 4x Dia-Lupe von Schneider-Kreuznach. Dieses Gerät wird in Internetforen als mögliche Dialupen-Referenz bezeichnet und ist es wohl auch. Knapp 7 cm hoch und 86,7 g schwer (inklusive einer edlen grauen, gummiartigen Kordel, die für sich alleine stolze 11,5 g auf die Waage bringt ;-).
Wie bereits auf dem Bild zu erkennen ist die Optik vergütet. Im erfreulich großen Blickfeld erscheint unser bewährtes Leica-Testdia auf seiner gesamten Fläche absolut scharf und frei von Farbrand-Artefakten.
Der 365 nm UV-Test auf verkittete Linsen verläuft positiv (milchig-trüb erscheinende Linsen) - auch dies keine Überraschung. Satt drehender Fokusring. No complaints.

Wer deutlich weniger Geld ausgeben wollte, konnte allerdings auch andernorts durchaus respektable Qualität entdecken:

Abb. 2: Eine KMZ "HORIZON" 4x Dialupe. Sehr solide Bauweise (mit 103 g Gewicht!), Höhe 6,5 cm. Brauchbare Fokussierung, planes, scharfes und farbreines Bildfeld, wohl auch für 6x6 Dias geeignet. Der 365 nm UV-Test auf verkittete Linsen verläuft positiv.

Wäre somit alles trivial und im Grunde genommen nicht der Rede wert? Können wir auf eine visuelle Überprüfung solcher Systeme verzichten und, wenn der UV-Test positiv verläuft, blind auf die Segnungen verkitteter Optiken (die heiligen Tripletts etc.) vertrauen? Leider nicht, wie das folgende Beispiel illustriert:

Abb. 3: Eine "PEAK 2018" 8x Dialupe mit seitlich transparentem Fuß samt integrierter Mess-Skala. Laut Datenblatt mit achromatischem Element. Fokussierbar, jedoch in einem leider etwas minderwertig erscheinenden Gehäuse untergebracht.

Das Vorliegen eines achromatischen optischen Elementes bestätigt sich erwartungsgemäß im UV-Test:

Abb. 4: Die PEAK 2018 8x Lupe im 365 nm UV-Licht. Da hier eindeutig keine Kunststofflinsen verbaut sind, ist von einem klassischen, verkitteten optischen Element auszugehen - das wiederum ein achromatisches Bild erhoffen lässt.

Beim Blick durch die PEAK 2018 Dialupe auf das Leica-Testdia wird der triplett- oder achromasie-erheischende Betrachter jedoch schwer enttäuscht:

Abb. 5: Blick durch die PEAK 2018 Lupe. Kissenverzerrung, störende Reflexe und deutliche Farbfehler (siehe vergrößerte Detailansicht im roten Rahmen).

Wenn man nun das Einblicksokular der PEAK-Lupe ganz herausschraubt und separat verwendet, verschwinden die beklagten Bildfehler restlos. Das Problem liegt anscheinend darin, dass unter dem Achromaten noch eine weitere, rechteckige, der Bildfeldvergrößerung dienende Einfachlinse angebracht wurde, welche die Bildqualität dramatisch verdirbt. Wie man sieht, ist es demnach leider durchaus möglich, auch hochwertige achromatische optische Elemente so zu verbauen, dass hinterher schwerwiegende Bildfehler entstehen!

Wenn wir nun preislich noch weiter nach unten sondieren, finden wir einfachere aplanatische Optiken, die durchaus verwendbar sind, wie die folgend abgebildete No-name 8x Dialupe.

Abb. 6: No-name 8x Dialupe mit ansprechendem Design und guter Ergonomie. Allerdings mit einfacher, nicht achromatischer Optik, weshalb sich beim Leica-Testdia ebenfalls Farb-Artefakte zeigen. Aber mordsmäßig preiswert und besser als nix, immerhin fokussierbar. Auch sind selbst die kleinsten Inschriften auf dem Leica-Testdia hier ohne weiteres lesbar.

Wenn der Hersteller noch weiter sparen möchte oder sparen muss, landen wir unweigerlich bei Produkten mit den angeblich hochwertigen und teils als kratzfest gerühmten Optiken mit Kunststofflinsen, schlimmstenfalls ohne Fokussiermöglichkeit:

Abb. 7: Eschenbach 8x Dialupe mit Kunststofflinsen. Klares Bild, jedoch deutliche Farbrand-Artefakte. Auch bedarf es keiner besonderen Erläuterung, dass eine Lupe mit transparentem Aufsetzfuß nur dann Sinn ergibt, wenn ein Dioptrienausgleich mittels Fokusring möglich ist. Dies ist hier leider nicht der Fall. Deshalb wird so mancher Betrachter die Optik nicht auf seine individuell optimale (physiologisch bedingte) Schärfeebene einstellen können.

Zur Ehrenrettung der Eschenbach-Lupe sei immerhin angemerkt, dass die eingesetzten Plastiklinsen relativ hochwertig sind, was man sowohl an der Bildqualität als auch bei der Betrachtung im polarisierten Licht erkennen kann:

Abb. 8: Die Kunststofflinsen der Eschenbach-Lupe zeigen bei der Kontrolle unter gekreuzten Polarisatoren erfreulich geringe Farbeffekte (nur geringfügig unterschiedliche, typischerweise spannungsbedingte Brechungsindizes). Lediglich am mutmaßlichen Eingusspunkt ist eine relativ kleine Heterogenität erkennbar.

Hochwertigen Glaslinsenachromaten wie denen in Abb. 1 und 2 können die kostenoptimierten Systeme jedoch leider nicht das Wasser reichen. Auch sind wir bislang noch keiner Lupen-Kunststofflinse begegnet, die weniger kratzanfällig gewesen wäre als eine althergebrachte, um nicht zu sagen: hundsordinäre Glaslinse.

Übrigens erscheint auch die Kunststofflinse der Eschenbach-Lupe im UV-Licht milchig-trüb, könnte insofern ein sehr viel hochwertigeres, verkittetes Glas-Triplett vortäuschen. Den Hersteller trifft hierfür natürlich keine Schuld, es ist ja tatsächlich reiner Zufall, dass sich das echte Triplett und die Kunststofflinsen im UV so ähnlich verhalten.

Deshalb gehen wir nun sozusagen zurück auf Null und überlegen uns, wie wir das Vorliegen einer Kunststofflinse zweifelsfrei beweisen könnten und darüber hinaus auch feststellen könnten, um welchen Kunststoff es sich handelt. An dieser Stelle kam uns natürlich das vor ca. fünf Jahren hier im Journal vorgestellte DIY-Raman-Mikroskop-Spektrometer in den Sinn. Die Eschenbach-Lupe legten wir einfach sunny-side-down auf den Objekttisch des Raman-Mikrokopes, und zwar genau so:

Abb. 9: Das DIY-Raman-Mikroskop in Aktion (vgl. hierzu unsere alten Journale von Feb. 2017 bis Sept. 2017). Der Laserstrahl ist hier bereits durch das 10x Objektiv auf die erste rückseitige Linsenfläche der Lupe fokussiert.

Die Objektgeometrie ist nicht sonderlich vorteilhaft, trotzdem konnten wir dem Objekt auf diesem Weg ohne jegliche Probenahme, heiße Nadel oder Ähnliches ein Ergebnis entlocken: Die "Leichtlinse" der Eschenbach-Lupe besteht demnach aus Acrylglas (fachsprachlich Polymethylmethacrylat, oder abgekürzt PMMA).

Abb. 10: Die Gegenüberstellung des Raman-Spektrums eines Acrylglases (schwarze Linie) mit dem von unserer Eschenbach-Lupe (rote Linie) zeigt eine klare Übereinstimmung - somit wäre der Kunststoff eindeutig nachgewiesen, und zwar sehr konkret als Acrylglas!

Und wer jetzt sagt "Das ist aber mit Kanonen auf Spatzen geschossen!", der hat natürlich recht. Ein Raman-Spektrometer ist ein ziemlich aufwändiges Gerät. Auch ein ähnlich Erfolg versprechendes ATR-Infrarot-Spektrometer wäre furchtbar teuer. Deshalb schließen wir hier sphinxmäßig, mit einer nicht trivialen Frage an die Leserschaft:

Mit welchem anderen Spektrometer hätten wir dasselbe Ergebnis sehr viel einfacher, schneller und preiswerter erzielen können?

Wer eine Idee hat darf gerne mailen. Die Auflösung folgt im übernächsten Journal (Februar 2023)!

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© Text, Fotos und Filme von  Martin Mach