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Polarisant : rotation de la lame mince vs rotation du polariseur


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8 réponses à ce sujet

#1 BigG

BigG

    Acide aminé

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Posté 16 août 2011 - 07:31

Bonsoir à tous,

Mon truc c'est la micro-minéralogie, mais aussi, plus largement, la géologie.
M'intéressant à la pétrographie depuis longtemps, je possède un microscope polarisant (le SP60P de chez Brunel, je précise avec une platine circulaire rotative, c'est important pour la suite).
Avec le temps, son utilisation est devenue relativement aisée et je n'ai pas de soucis particulier pour m'en servir.

Note : je ne réalise pas (pas encore) de lames minces moi-même ni n'en fais réaliser sur la base de mes échantillons. Je me contente pour l'instant de lames que j'achète ou que je récupère de-ci de-là. C'est donc pour me familiariser avec l'identification des minéraux des roches (par le relief et la biréfringence notamment) que j'utilise (et aime utiliser) un microscope polarisant.

Donc si l'utilisation standard ne me pose pas de problème (mais j'ai encore beaucoup à apprendre), je me pose une question concernant la rotation de la platine. En fait, tout est dans le titre de ce post : qu'est-ce qui est mieux ? La rotation de la platine (et de la lame dessus) ? Ou bien la rotation du polariseur ?

En fait, il s'agit pour moi d'une question pratique relative au centrage de la lame et à la rotation même de la préparation. Ces opérations ont selon moi plusieurs inconvénients :

  • Le centrage oblige à rester centré sur un et un seul élément de la lame
  • Or les vis de centrage sont pratiques pour déplacer la lame avec des mouvements fins, mais leur utilisation casse le centrage, et il faut recommencer à chaque fois, ou alors déplacer la lame avec les doigts sur la platine (précision : je n'ai pas d'oculaire réticulé ! je sais je devrais certainement m'en procurer un mais je centre à l'arrache, ce qui pour l'instant ne m'a pas piégé dans les déterminations)
  • Lors de la rotation de la lame, le cadre de prise de vue est modifié lorsque je fais des acquisitions photo (tube trino), et malgré un montage possible, je voudrais pouvoir présenter toujours le même cadre (la même orientation) afin de mettre en avant la biréfringence dans une lecture simple de l'image capturée : ainsi les points de repères sont immobiles (pas besoin de retrouver ses petits, notamment sur les roches finement grenues)

Donc voilà, le souci c'est que j'aime utiliser les vis de centrage pour "naviguer" sur la lame, donc la platine est décentrée. Pas bien.
Si je veux la garder centrée, je dois déplacer la lame mince avec les doigts : pas très précis et des fois, eh bien, j'ai les doigts gras...

L'option qui me reste est la rotation du polariseur. Mais il n'est pas gradué ! (même si c'est possible en imprimant le cercle ad hoc et en le collant sur la bague, car il se trouve qu'elle ne s'y prête pas mal).
Mais avant d'en arriver là, je voulais savoir si je ne me fourvoie pas en pensant que j'obtiens le même résultat en terme de biréfringence en faisant tourner soit la platine soit le polariseur.
Evidemment, j'ai essayé, mais en l'absence de la précision d'une graduation (même si une rotation à 90° n'est pas compliquée à main levée) j'arrive à des conclusions confuses (la couleur est parfois différente, mais je ne sais pas si c'est à cause du manque de précision dans la rotation du polariseur ou parce que le polariseur et l'analyseur ne sont plus croisés (comme lorsque je fais les choses dans les règles de l'art).

Voilà, j'espère que c'est clair.
L'optique cristalline est quelque chose de compliqué (pour ma petite tête en tout cas), et je pense que c'est là que je pourrais trouver la réponse à ma question. Après tout, il semble ne s'agir que d'angles de réfraction. Mais je préfère au préalable soumettre ma question à votre sagacité, et peut-être en faire profiter d'autres utilisateurs.

Big
To rotate or not to rotate...
  • 0

#2 Michel

Michel

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 16 août 2011 - 08:00

bonjour Bernard,

Merci pour ton excellente question!

Je reviendrais demain sur le centrage de la platine et de l'objet le temps que je rassemble mes souvenirs.
J'ai rencontré le même problème que toi avec un Phomi 3.

En ce qui concerne la rotation du polariseur contre la rotation du sujet, voilà ma réponse.
La rotation du sujet se fait entre deux polariseurs plus ou moins croisés.
Dans ce cas la différence d'orientation entre analyseur et polariseur est constante.
Si tu fais tourner un seul polariseur à la fois, cette différence change.

Donc faire tourner le sujet correspond à une rotation simultanée de l'analyseur et du polariseur afin de conserver leur position relative, l'un par rapport à l'autre.

Dans la pratique cela ne me semble pas possible (de faire tourner les polariseurs de concert) donc on passe obligatoirement par la rotation de l'objet et donc la rotation de la platine.


Et pour cela il faut que la platine soit centrée !


Cordialement.
  • 0

#3 Michel

Michel

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 16 août 2011 - 08:25

Complément à mon précédent message:

Il semblerait que la platine de ce modèle de microscope ne comprenne pas de surplatine, mais uniquement des valets (ressorts).

Dans ce cas, les vis de centrage de la platine ne doivent pas être considérées comme des vis de mouvement de la lame !!!

La platine doit être centrée (par rapport à l'axe optique du microscope) une fois pour toutes ..

Et pour déplacer la lame il faut rajouter une surplatine à la place des valets.

Re cordialement.
  • 0

#4 BigG

BigG

    Acide aminé

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Posté 16 août 2011 - 11:00

Merci mPx,

En exposant le problème et en posant la question, j'avais déjà un début de réponse (comme quoi un problème posé est déjà un pas vers la solution). Mais finalement en quelques mots tu as répondu plus clairement à mon interrogation :rolleyes: .
Il sera toujours temps pour moi de vérifier avec les règles d'optique et à l'aide de calculs.

En attendant, je me suis livré à une vérification plus empirique à l'aide d'une graduation "jetable" en forme d'anneau, que j'ai imprimé, que j'ai découpé (en fait, c'est ma fille de 4 ans qui a fait le découpage, ça l'amusait) puis collé avec de la colle blanche sur l'anneau qui cercle le polariseur. Eh bien j'aurais dû commencer par là : 90° de rotation de la platine ne correspondent pas à 90° de rotation du polariseur, en terme de biréfringence (j'ai testé avec un basalte à olivine, où l'olivine s'éteint tous les 90°, angle d'extinction de 45° donc). J'avais tendance à surestimer et à retomber sur mes pattes... par hasard. Comme quoi rien ne vaut la précision d'une mesure empirique. En fait, je dois faire le double, soit 180°, pour éteindre à nouveau l'olivine (je n'ose pas dire exactement 180°, vue la précision toute relative de mon collage). Je ne sais pas comment j'ai pu "estimer" à 90° une rotation d'un demi-tour... :unsure:

Alors 180 = 90 x 2 (jusque là, les maths, j'assure). Hasard ? Peut-on en déduire une règle ? Si oui, je serai(s) obligé d'avoir mes propres tables de correspondance pour confronter mes observations avec les "manuels de pétrographie".
Mais bon, je ne vais pas créer une nouvelle école B) ni une graduation de cercle à 180 "faux" degrés où 1 faux degré = 2 "vrais" degrés (dommage). Je suppose qu'il y a une raison pour procéder par rotation de la préparation. Et ça tu l'as l'a dit, les deux polariseurs doivent être croisés à 90°, parce que

Le rayon de lumière pénétrant une substance anisotrope sera divisé en deux rayons réfractés et polarisés. Les deux rayons vibrent à angle droit l'un part rapport à l'autre.

Cours d'optique cristalline Ch. 1 - Luc Harnoi - Département des Sciences de la Terre et de l'Atmosphère - Université du Québec - Montréal

... les deux polariseurs doivent donc tourner de concert ou, plus simplement (mécanique oblige), c'est la lame qui tourne. CQFD.

Sinon, une surplatine, j'en ai deux en stock. Enfin... des morceaux, car j'en avais utilisé les pièces pour bricoler un mouvement Z pour ma binoculaire (pas très stable d'ailleurs, mais je n'ai pas de mise au point micrométrique). Je dois bien avoir de quoi en remonter une (j'y gagnerai la possibilité de noter les coordonnées des cristaux observés pour consultation ultérieure).
Je garderai l'utilisation des vis de centrage (pratiques finalement, quoique déroutantes car pas de mouvement réellement XY) pour des observations hors polarisation (mes enfants me ramènent toujours un insecte mort, une feuille ou une fleur, qui finissent sur une lame de verre).

Quant à la rotation du polariseur, je pourrai y recourir pour mes clichés (pour avoir un cadrage immobile) quand j'aurai vérifié que la biréfringence de l'ensemble du cadre est strictement identique à celle que j'obtiens en faisant tourner la platine. La photo n'ayant qu'une vocation de d'illustration et d'archivage de l'observation (et non pas d'aide à la détermination).

Voili voilou. Je me coucherai moins bête ce soir. Plus serein aussi car cette question me trottait depuis un certain temps dans la tête et j'avais beau chercher sur le web, je n'avais trouvé aucune indication "pratique" expliquant pourquoi on ne tourne pas, plus simplement, le polariseur.

Mais alors ! Les kits de polarisation à monter sur un microscope biologique (pas de platine rotative), il faut en bouger le polariseur et l'analyseur d'un même angle de rotation ?! Sous peine de n'avoir qu'un microscope qui fait de jolies couleurs sans permettre une utilisation pétrographique de l'ensemble ?! Déroutant. Il faudra que je regarde comment sont faits ces kits et leur fonctionnement.

Bonne soirée.

Big
Platina rotanda est
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#5 Michel

Michel

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 17 août 2011 - 07:01

Bonjour Bernard,

Il y a plusieurs aspects à ton sujet.

Il faut d'abord dire qu'il y a deux usages courants du microscope polarisant en pétrographie.

L'examen en Lumière Polarisée Non Analysée : LPNA
L'examen en Lumière Polarisée Analysée : LPA

Bien entendu s'il n'y a en présence que la lame mince et le polariseur, la rotation de la lame est équivalente à la rotation du polariseur.
La position de la lame est relative à la position du polariseur et vice versa.

Dans le cas de la Lumière Polarisée Analysée, la lame étant ENTRE l'analyseur et le polariseur, la rotation de la lame se fait par rapport aux [b]deux ]/b]polariseurs qui ont déjà entre eux une position relative.
Dans ce cas donc, la rotation de la lame est l'équivalent de la rotation des deux filtres (analyseur et polariseur) dans la mesure où l'on conserve la position relative de ces deux filtres, ce qui me parait irréaliste car pratiquement irréalisable.
Pour revenir à la platine rotative:
La platine doit être centrée sur l'axe du microscope. Dans ce cas, la mise en rotation de la platine fait tourner l'image de la lame de telle manière que la partie centrale de la lame reste au centre du champ observé.
Dans le cas contraire (la platine n'est pas centrée) la lame décrit un cercle non centré sur l'axe optique du microscope et le détail que l'on voit au milieu du champ va décrire un cercle au lieu de rester au milieu du champ.

Souvent les microscopes polarisants ne disposent que de valets sur la platine rotative.
Dans le cas où on utilise le microscope uniquement pour la pétrographie, cela peut se concevoir (on ne suit pas un sujet mobile comme un cilié!) mais si on veut utiliser le microscope pour d'autres activité, le déplacement de la lame à la main , n'est pas viable, surtout aux forts grossissements.

Il vaut mieux avoir une platine rotative sur laquelle on dispose d'une surplatine à mouvements rectangulaires.

Maintenant il existe d'autres usages de la lumière polarisée en microscopie.
Pour une utilisation artistique ou pour simplement mettre en évidence certaines substances biréfringentes dans une préparation (par exemple la mise en évidence de fibres d'amiante dans une coupe de tissus pulmonaire) on peut utiliser la polarisation sans avoir à mesurer des angles.
Dans ce cas le microscope biologique peut être équipé d'un dispositif de polarisation sous forme d'un ensemble de filtres.

Mais cela n'en fera pas un microscope pétrographique!
Pour avoir un microscope pétrographique, il faut
- des optiques adaptées
- des moyens de mesure de la position des filtres polarisants.
- des moyens de mesure de la position angulaire de la lame (platine rotative graduée)
- des accessoires propres à la polarisation (filtres complémentaires et lentille de Bertrand)

ATTENTION :

Un Kit de polarisation comportant deux filtres polarisants et une surplatine rotative graduée ne peut pas transformer un microscope classique en microscope pétrographique !

Il manquera la mesure de la position des filtres et surtout une surplatine rotative (même graduée) que l'on met sur une platine classique à mouvements rectangulaires n'est pas identique à une platine circulaire que l'on aurait complètée avec une surplatine à mouvements rectangulaires comme je le propose plus haut.
Dans le cas de la surplatine rotative en kit, cette platine ne sera JAMAIS centrée .
Le moindre mouvement des commandes de la platine rectangulaire du microscope va déplacer le centre de la platine rotative.
C'est un gadget inutilisable.

Cordialement.
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#6 adn25fr

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    Purgatorius

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Posté 17 août 2011 - 09:55

Bonjour,
je découvre seulement le sujet ce matin. Michel a déja bien répondu.

Je propose à BigG de rechercher en bibliothèque ou en achat d'occasion, un manuel comme celui de M.Roubault "l'emploi du microscope polarisant", ou plus récent et plus complet du mème auteur: "détermination des minéraux des roches au microscope polarisant" 1963.
Il y a quelques mots aussi sur le sujet dans les atlas de pétrographie de W. MacKenzie plus récents, originalement en anglais mais dont il existe des versions traduites
par exemple: ""initiation à la pétrographie" chez Dunod, 1999

Je ne fais qu'"enfoncer le clou" sur quelques points:
- Il n'est pas bon d'utiliser les règlages de centrage pour déplacer la préparation. La platine d'un microscope polarisant doit être centrée une fois pour toute. Si la mécanique est bonne, elle doit mème l'être pour tous les objectifs après le centrage. Mais les minéralogistes perfectionnistes peuvent investir dans une tourelle à positions d'objectif centrables individuellement pour bien rendre les objectifs parcentrés.

- L'usage en minéralogie est d'observer les minéraux entre polariseurs croisés (c'est la LPA). Il faut dans ce cadre tourner la platine avec l'objet. Faire tourner le polariseur n'est pas orthodoxe et ne donnera pas les résultats décrits dans les livres.

- les kits de polarisation pour microscopes biologiques sont utilisables sans platine rotative en tournant manuellement la préparation. C'est bien sur très imprécis. C'est mieux que rien, mais cela ne remplace pas une bonne installation pétrographique.

Cordialement
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#7 BigG

BigG

    Acide aminé

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Posté 17 août 2011 - 11:35

Merci Daniel,

Il y a quelques mots aussi sur le sujet dans les atlas de pétrographie de W. MacKenzie plus récents, originalement en anglais mais dont il existe des versions traduites
par exemple: "initiation à la pétrographie" chez Dunod, 1999

L'édition de 2005 du MacKenzie et Adams fait effectivement partie de ma bibliothèque (précieux par ses nombreuses illustrations, il fait partie de ces "manuels de pétrographie" que j'évoquais plus haut). La "méthode" est bien mentionnée mais jamais justifiée.

- Il n'est pas bon d'utiliser les règlages de centrage pour déplacer la préparation. La platine d'un microscope polarisant doit être centrée une fois pour toute.

C'est noté. J'ai commandé un oculaire réticulé (chez Brunel) afin de parfaire le centrage et de vérifier qu'il est valide pour les trois objectifs que j'utilise en pétrographie.

- L'usage en minéralogie est d'observer les minéraux entre polariseurs croisés (c'est la LPA). Il faut dans ce cadre tourner la platine avec l'objet. Faire tourner le polariseur n'est pas orthodoxe et ne donnera pas les résultats décrits dans les livres.

... il faut réécrire les livres :lol: Je plaisante évidemment. 90°, c'est 90°.

Dans le cas contraire (la platine n'est pas centrée) la lame décrit un cercle non centré sur l'axe optique du microscope et le détail que l'on voit au milieu du champ va décrire un cercle au lieu de rester au milieu du champ.

En attendant de réviser mes cours de trigonométrie, y-a t-il un "préjudice" à cela ? Je veux dire, l'objet observé, sur une lame mince, doit-il nécessairement être au centre ? L'angle de rotation d'un objet situé sur n'importe quel cercle "autour" du centre de rotation n'est-il pas le même que celui de l'objet situé au centre ? Autrement dit, si je tourne ma platine de 90°, tous les objets dans mon champ auront fait une rotation de 90° (en plus d'une courbe de déplacement, c'est vrai), qu'ils soient au centre ou pas. Non ? Je conçois cependant qu'un objet centré tournant sur lui-même, toutes ses parties ne vont pas dans la même direction (vers l'est pour la partie supérieure, vers l'ouest pour la partie inférieure, etc.). Mais là encore, je ne comprends pas le "préjudice", s'il existe.
Ou bien le centrage n'est-il qu'un moyen de s'assurer que l'objet observé, avec de fort grossissement notamment, ne sortira pas (le coquin) du champ ? Impliquant qu'à faible grossissement, le centrage est superflu (?) Et que la littérature pétrographique sera quand même pertinente (?)

Là encore, je formule les questions (ça m'aide à poser clairement le problème dans mon esprit), mais je vais tester en rentrant.

Il vaut mieux avoir une platine rotative sur laquelle on dispose d'une surplatine à mouvements rectangulaires.

J'ai remonté hier soir une surplatine "universelle" pour l'adapter sur la platine circulaire. J'ai rencontré deux écueils :
  • elle n'est pas si universelle que ça car elle ne s'adapte pas (elle est prévue, apparemment, pour s'adapter à une platine rectangulaire ou carrée, grâce à une vis et deux pitons)
  • même adaptable, elle serait trop encombrante, notamment pour une rotation complète, puisqu'elle bute sur les plus longs objectifs (vous me direz, je peux au moins retirer le x100 qui ne me sert pas en pétro, mais quand même), et cache une grande partie des graduations de la platine circulaire
Une référence, un modèle, peut-être ?

Pour avoir un microscope pétrographique, il faut
[...]
- des accessoires propres à la polarisation (filtres complémentaires et lentille de Bertrand)

... c'est mon seul regret avec mon modèle actuel : il n'y a pas d'emplacement pour ces filtres complémentaires (comme sur les instruments plus haut de gamme). En ai-je seulement l'usage ?
Si je pousse plus loin la pétrographie, peut-être sera-ce l'occasion de m'équiper de manière plus conséquente. A l'occasion.


Merci pour tous ces éclaircissements. Je me sens moins seul face à mes interrogations.

Big
Extra centrum nulla salus (nec bona observatio)
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#8 adn25fr

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    Purgatorius

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Posté 17 août 2011 - 02:11

La "méthode" est bien mentionnée mais jamais justifiée.

Disons que cela tombe sous le sens que la position croisée est originale. Elle assure un champ noir ou seuls les objets anisotropes apparaitront colorés avec une teinte qui dépend de leur biréfringence et de leur orientation.
Un croisement imparfait ne serait pas facilement répètable et ne permettrait pas d'échanges scientifiques.
(comme une variation d'épaisseur de lames minces qui changerait également les teintes.)

Ou bien le centrage n'est-il qu'un moyen de s'assurer que l'objet observé, avec de fort grossissement notamment, ne sortira pas (le coquin) du champ ? Impliquant qu'à faible grossissement, le centrage est superflu (?) Et que la littérature pétrographique sera quand même pertinente (?)

3 fois oui. Un centrage parfait n'est pas indispensable à faible grossissement. Le salut existe en dehors du centre! Mais c'est agréable lorsque l'on change d'objectif de ne pas avoir à rechercher le détail visé.

J'ai rencontré deux écueils :

effectivement la disposition des axes de fixation des surplatines diffère selon les firmes. Mais il y a malgré tout des compatibilités. Il faut toutefois bien s'assurer des entraxes entre picots avant l'achat.

Le 2e écueil est bien plus gènant: les surplatines simples butent sur les objectifs encombrants et ne permettent pas de rotation complète. La meilleure solution est l'achat d'une surplatine prévue par le fabriquant pour le modèle de microscope polarisant adopté.
Je possède une telle surplatine pour mon microscope BH qui est équipé polarisation. Par contre j'en recherche une pour mon BH2 car la rotation du sujet est utile dans d'autres cas; mais je ne l'ai pas encore dénichée. En voici néanmoins une photo venant du net. Elle donnera une idée de ces surplatines spécialisées polarisation et me permet de lancer un appel: recherche surplatine de polarisation Olympus CFMP pour BH2!Olympus_CFMP_pol_stage_R.jpg
Me contacter par MP au cas ou vous savez ou je peux en acheter une...

Modifié par adn25fr, 17 août 2011 - 02:18 .

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#9 Michel

Michel

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 17 août 2011 - 02:29

mPx, le 17 août 2011 - 07:01 , dit :
Dans le cas contraire (la platine n'est pas centrée) la lame décrit un cercle non centré sur l'axe optique du microscope et le détail que l'on voit au milieu du champ va décrire un cercle au lieu de rester au milieu du champ.


En attendant de réviser mes cours de trigonométrie, y-a t-il un "préjudice" à cela ? Je veux dire, l'objet observé, sur une lame mince, doit-il nécessairement être au centre ?



Si le centre de rotation est en dehors du champ du microscope, dès que tu feras tourner la platine, le cristal va quitter le champ d'observation.
Toute mesure sera de ce fait impossible.

L'angle de rotation d'un objet situé sur n'importe quel cercle "autour" du centre de rotation n'est-il pas le même que celui de l'objet situé au centre ?

Tout à fait

Mais là encore, je ne comprends pas le "préjudice", s'il existe.

Pour mesurer un angle, (et il n'y a pas que les angles d'extinction à mesurer dans un cristal) on fait coïncider une face cristalline avec le réticule de l'oculaire (qui passe en principe par le centre du champ du microscope) ensuite on fait tourner la platine.
Il vaut mieux avoir une surplatine pour faire coïncider l'arrête avec le réticule ensuite il vaut mieux avoir une platine centrée pour garder l'objet dans le champ.

Ou bien le centrage n'est-il qu'un moyen de s'assurer que l'objet observé, avec de fort grossissement notamment, ne sortira pas (le coquin) du champ ?

Il n'est pas besoin d'un fort grossissement! Cela dépend plutôt de la surface d'occupation du cristal dans le champ. Et de l'importance du décentrage.
Je rajouterais qu'il peut être utile de faire des photos ou des vidéos de l'extinction.
Si la platine est centrée, on aura toujours des images superposables après rotation sinon les champs seront entièrement différents.

J'ai remonté hier soir une surplatine "universelle" pour l'adapter sur la platine circulaire.

Si tu as une référence et (ou) une photo du microscope je comprendrais mieux les problèmes.

Extra centrum nulla salus (nec bona observatio)

Nulla petrographic microscopio non est bonum opus.

Salutem
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