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Le rôle de l' ON condenseur sur le pouvoir résolvant des objectifs.


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46 réponses à ce sujet

#1 Tryphon T

Tryphon T

    oooOooo

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Posté 07 décembre 2016 - 12:00

Bonjour,

Il y a des années (en fait depuis que je l:'ai vue ) que la formule du pouvoir séparateur du microscope me chiffonne.
 

ON-5.JPG

Source : MicroscopyU


D'emblée, un détail m'a troublé : dans cette formule "globale" les ON Objectif et Condenseur s'ajoutent !
Pour moi, ce n'est pas possible.
Cela veut dire clairement qu'un objectif ON 1.40 associé à un Condenseur ON 1.40 équivaut à un objectif ON 2.8 seul !
Ce n'est bien sûr pas possible.
Comment la présence d'un condenseur pourrait-elle doubler (augmenter) le pouvoir séparateur d'un objectif?
Ainsi un objectif de 4 X ON 0.13 associé à un condenseur ON 1.40 aurait en fait une résolution supérieure à un Objectif 100 X ON 1.40. (à l'objectif seul)
 

100140.JPG ON140.JPG

4X.JPG 4X 140.JPG



Cherchez l'erreur!

Amicalement.

 

(Contenu modifié)


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#2 savant Cosinus

savant Cosinus

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 07 décembre 2016 - 12:00

Bonjour Tryphon... pour le plaisir :)
Je suis pas mathématicien, loin de là,

Comment la présence d'un condenseur pourrait-elle doubler le pouvoir séparateur d'un objectif?
 

... mais dans ta formule, la somme en question est en "dénominateur", elle n'augmente pas la résolution... elle la divise; l'ON de l'objectif et l'ON du condenseur " s'y mettent à deux " pour diminuer la résolution... ce qui ne me chiffonne pas B)

Cela veut dire clairement qu'un objectif ON 1.40 associé à un Condenseur ON 1.40 équivaut à un objectif ON 2.8 seul

 

C'est cette phrase qui est fausse...
Amicalement


Modifié par savant Cosinus, 07 décembre 2016 - 12:04 .

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#3 Tryphon T

Tryphon T

    oooOooo

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Posté 07 décembre 2016 - 12:14

Bonjour Cosinus,

On est bien d'accord : plus le chiffre de la résolution est petit et plus le pouvoir de résolution de l'objectif est grand !.

 

Un objectif de 100 X ON 1.40 à un pouvoir de résolution de 0.244 µ.

Un objectif de 4 X ON 0.13 à un pouvoir de résolution de 2.627 µ

 

Même (ou parce que) si 2.627 est plus grand que 0.244 , c'est le 100 X qui a la plus grande résolution !

 

Amicalement.
 

l'objectif et l'ON du condenseur " s'y mettent à deux " pour diminuer la résolution... ce qui ne me chiffonne pas B)

C'est là qu'il faudra que tu m'explique :comment le condenseur peut augmenter la résolution de l'objectif.
Le condenseur est AVANT l'objet, il ne peut pas agir sur l'image qui n'est pas encore formée par l'objectif puisque celle-ci n'existe pas à son niveau !

Amicalement.


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#4 savant Cosinus

savant Cosinus

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 07 décembre 2016 - 01:39

Exacte, le résultat du quotient diminue... donc la résolution augmente  -_- ... j'aurais pas du m'en mêler... B) 

Amicalement


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#5 Tryphon T

Tryphon T

    oooOooo

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Posté 07 décembre 2016 - 01:50

Mais non, tu as eu raison de t'en mêler, même au risque de t'emmêler.

 

 Amicalement.


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#6 Jean-Luc Bethmont (Picroformol)

Jean-Luc Bethmont (Picroformol)

    Reptile

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Posté 07 décembre 2016 - 03:17

Bonjour,

 

La réponse est là:

 

http://www.optique-i...Contenu_05.html

 

Si on lit attentivement cette page (je l' ai lu au moins une demi douzaine de fois avant de comprendre ! enfin je pense avoir compris) nous sommes dans le cas de la courbe 3 pour nos observations la plupart du temps (c' est à dire que le diaphragme d' ouverture du condenseur est réglé au environ du 2/3 de O.N. de l' objectif utilisé)

Donc dans le cas 3 par exemple on voit que l' on peut dépasser l' O.N. de l' objectif MAIS QUE CELA EST OBTENU AU DéTRIMENT DU CONTRASTE.

 

En clair (et en simplifiant) on peut voir des détails plus petits mais que, en fait, ils ne sont pas visibles à l' oeil ou sur un capteur car il ne sont pas assez CONTRASTéS.

J' ai déjà fait plusieurs fois le test avec des diatomées:

on peut voir apparaître des détails nouveaux en amenant l' O.N. du condenseur à 95 ou 100% de l' O.N. de l' objectif utilisé mais pour voir ces détails nouveaux il faut écarquiller les yeux !

 

Dans le cas de la courbe 2 on voit qu' en théorie on peut atteindre presque 2 fois l' ON de l' objectif mais encore une fois au détriment du contraste.

IL est important de noter que ces formules s' appliquent à un système optique parfait et donc dénué de tout défauts  ce qui n' est pas le cas en pratique.

 

Dès que possible je ferais un test en image.

Cordialement,

JL

 


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#7 Tryphon T

Tryphon T

    oooOooo

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Posté 07 décembre 2016 - 04:33

Bonjour Jean-Luc,

et merci pour ta réponse.

 

Qu'est-ce que l' ON d'un objectif ? :

 

C'est le sinus du demi angle que fait la lumière qui pénètre dans l'objectif 

 

[téléchargement.jpg  na_01.gif

 

Multiplié par l'indice de réfraction du milieu traversé. sinus.jpg

Pour augmenter cet angle, il faut rapprocher l'objectif du sujet et pour cela diminuer la distance focale.

 

Qu'est-ce que l' ON d'un condenseur ? :

 

C'est la même chose.

 

opticaltrainfigure1.jpg

 

Question :

 

Comment voulez-vous faire entrer un faisceau de lumière provenant du condenseur, ayant un angle plus grand que celui de l'objectif ?

Ou comment doubler l'ON de l' objectif, c'est à dire lui faire entrer un angle deux fois plus grand ? ON 1.40 + ON 1. 40 (=ON 2.80 ) .

 

Abbe.JPG

Épitaphe sur la tombe d'Ernst Abbe.

 

Amicalement.

 

 

 

 


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#8 Claude Brezisky

Claude Brezisky

    Reptile

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Posté 07 décembre 2016 - 04:54

Bonsoir Michel et tous,

Je ne comprends pas les schémas ON de tes condenseurs, pour moi, il faut utiliser un condenseur avec un ON le plus approchant de celui de l'objectif utilisé, soit pour un 100 ou un 63 ON 1,4 il faut utiliser un condenseur ON 1,40 c'est à dire avec un faisceau très concentré et bien sur // pour que le maximum de lumière rentre dans la petite lentille frontale de l'objectif.

Se pourrait il qu'il y ait une erreur d'inversion dans tes schémas de condenseur?

Autrement, je n'y comprends plus rien.

Cordialement

Claude


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#9 Jean-Luc Bethmont (Picroformol)

Jean-Luc Bethmont (Picroformol)

    Reptile

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Posté 07 décembre 2016 - 05:37

          Le schéma semble juste mais la lentille frontale de l' objectif est d' autant plus près de la lentille supérieure du condenseur (distance de travail) que l' objectif est puissant. Pour moi il n'y a pas de problème ?

voir tes 2 premiers schéma


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#10 Tryphon T

Tryphon T

    oooOooo

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Posté 07 décembre 2016 - 05:48

il faut utiliser un condenseur ON 1,40 c'est à dire avec un faisceau très concentré 

 

Se pourrait il qu'il y ait une erreur d'inversion dans tes schémas de condenseur?

Autrement, je n'y comprends plus rien.

 

C'est l'inverse.

ON= "ANGLE D'OUVERTURE " . Plus l' Ouverture est grande (ON) et plus l'angle est grand, pour les objectifs et les condenseurs, c'est pareil.

 

Amicalement.

.


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#11 Claude Brezisky

Claude Brezisky

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Posté 07 décembre 2016 - 06:56

Bonsoir,

Oui c'est juste, j'ai simplement oublié qu'en ON 1,40 les distances sont extrêmement faibles et qu'ils sont l'un comme l'autre obligatoirement en immersion.

Cordialement

Claude


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#12 Jean-Marc Babalian

Jean-Marc Babalian

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Posté 07 décembre 2016 - 10:24

Bonsoir,

Suivant les critères optiques que l'on fait rentrer en ligne de compte, on peut écrire la formule de la résolution en microscopie (ou autres) de 3 manières suivantes
 

Resolution ® = λ/(2NA)



Resolution ® = 0.61λ/NA



Resolution ® = 1.22λ/(NA(obj) + NA(cond))



La première formule est une formule un peu simplifié, que l'on peut considérer fonctionnant parfaitement avec des objectifs faibles, et des objets très contrastés.

La deuxième et la 3ème formule sont identiques partir du moment où NA(obj)=NA(condo) :0,61 x 2 =1,22.

Ex pour un objectif 100/1,40 et un condo 1,40 et λ=540nm:

r=0,61λ/1,4 = 1,22λ/(1,4+1,4)=0,235µm

Mais on peu considérer que c'est souvent impossible car pour des objets peu contrastés (et comme le précise Jean-Luc), on doit fermer en partie le condo (2/3 ON), qui n'éclaire plus entièrement le cône de l'objectif, la 3ème formule s'applique et est à appliquer :

r=1,22λ/(1,4+0,95)=0,280µm


Dans certains cas et pour avoir une haute résolution, on peut utiliser un condo cardïode FN avec un ON =1,44, qui ne renvoie pas la totalité de la lumière directement dans le champs oculaire (et donc cela n'éblouit pas). On retrouve :

r=1,22λ/(1,4+1,40)=0,235µm . Et là tout est permis avec des longueurs d'onde pouvant descendre jusqu'à 420nm : r= 0,183µm

A+

JM


Modifié par Jean-Marc Babalian, 07 décembre 2016 - 10:28 .

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#13 scrophulaire

scrophulaire

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Posté 08 décembre 2016 - 07:29

Bonjour,

Sur le même raisonnement, le condensateur ainsi que l'objectif doit baigne dans l'huile a 1,52 soit:

r= (4*0,61)landa/(1,4+1,52+1,52+1,4)= 0,225 um

La lame et lamelle étant homogène a 1,52

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#14 Jean-Marc Babalian

Jean-Marc Babalian

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Posté 08 décembre 2016 - 08:28

Bonjour Scopulaire,

 

Pour avoir de ON >1 il FAUT que l'objectif ou le condo soient dans un milieu autre que l'air.

 

ON (obj.condo) = n.sin (a), ou (n) est le milieu de montage. 

Dans l'air on ne peut pas avoir d'ON >0,95 , ceux sont les objectifs secs les plus forts.

 

Quand on rajoute le milieu huile optique dans cette formule pour un objectif calculé pour  l'immersion , on va obtenir le résultat suivant :

ON = (n) x 0,95, soit pour une huile d'indice de réfraction (n) = 1,515 :

 

ON= 1,515 x 0,95 = 1,44, ce qui correspond aux objectifs "conventionnels" et condo les plus forts.

 

Donc je ne vois pas pourquoi, ajouter de nouveau les indices de réfraction de l'huile d'immersion dans la formule !

 

JM


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#15 jmaffert

jmaffert

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Posté 08 décembre 2016 - 08:35

Comme je l'ai déjà dit plusieurs fois sur ce forum et comme le dit le site référencé par Jean-Luc, cette formule ne s'applique pas bien au cas du microscope; elle s'applique à la résolution de deux sources ponctuelles d'intensité identique sur fond noir, ce qui n'est pas ce qu'on observe habituellement avec un microscope. (Voir FTM qui traite simultanément de la résolution et du contraste !)

Disons qu'elle peut servir d'élément de comparaison quand on discute de résolution et d'ouverture numérique.

L'influence respective de l'ouverture numérique du condenseur et de l'objectif dépend du caractère plus ou moins diffractant de l'objet que l'on observe.

Si l'objet est essentiellement transparent (plus ou moins absorbant), les rayons convergents issus du condenseur (pas comme le dessin des condenseurs de Tryphon où les rayons ont l'air divergent !) traversent l'objet et rentrent dans l'objectif sous le même angle. Dans ce cas l'ouverture à prendre en compte est la plus petite des deux ouvertures numériques. En effet avec un condenseur à plus grande ON que l'objectif, les rayons inclinés ne rentrent pas dans l'objectif, donc ne servent à rien. A l'inverse avec un condenseur à faible ouverture, aucun rayon incliné ne rentre dans l'objectif et sa grande ouverture numérique potentielle ne sert à rien puisqu'il n'y a pas de rayons inclinés.

Si l'objet est essentiellement diffractant, quelque soit l'angle des rayons lumineux incidents en provenance du condenseur, il y aura des rayons lumineux diffractés dans toutes les directions et l'objectif utilisera toute son ouverture numérique, quelque soit l'ON du condenseur. C'est ce qui est utilisé dans le cas du fond noir : aucun des rayons lumineux directs issus du condenseur ne rentre dans l'objectif. Seuls les rayons lumineux diffractés pénètrent dans l'objectif sous tous les angles qu'autorise son ON.

En résumé :
- objet non diffractant il faut mettre dans la formule la plus mauvaise des deux ON du condenseur ou de l'objectif
- objet diffractant utiliser l'ON de l'objectif

Dans la réalité, les objets sont à la fois transparents et diffractant, donc on est dans un cas flou où la formule initiale donnée par Tryphon est une sorte d'approximation empirique destinée à donner un ordre de grandeur.

Comme Jean-Marc l'a déjà fait remarquer, la formule d'Abbe : 1,22 λ/ 2n sinU est bien 1,22 λ/ 2 ON. La formule empirique de Tryphon remplace les deux ON de l'élément essentiel par la somme des ON du condenseur et de l'objectif, ce qui n'est pas aberrant, mais surement pas exact.

Nota pour Scrophulaire, les ON de 1,4 tiennent déjà compte de l'indice de l'huile et du verre. Mon message vient de s'ajouter à celui de Jean-Marc.

Cordialement

Modifié par jmaffert, 08 décembre 2016 - 08:36 .

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#16 Tryphon T

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Posté 08 décembre 2016 - 09:55

Bonjour, 

 

On dérive !

Ce n'était pas la question initiale, mais continuons, on y reviendra.

 

Pour les formules en question: nous avons :

Résolution ( R) = λ / (2 ON), c'est la formule de Abbe. Qui peut s'écrire différemment pour mieux les comparer.

Résolution ( R) =  0.5 λ / ON    : c'est la formule de Abbe.

Résolution ( R) = 0.61 λ / ON   : c'est la formule de Rayleigh 

Les deux formules sont les même sauf que le facteur retenu par Abbe et plus tard Rayleigh sont arbitraires et un peu différents.

Mais on peut en choisir d'autres.

Ils sont arbitraires, mais ce n'est pas n'importe quoi non plus.

Abbe a choisi la moitié de la longueur d'onde, ce qui donne des résultats plus conformes à la réalité du terrain et Rayleigh 0.61 qui correspond à la distance entre le maximum central et le premier minimum, ce qui est plus avantageux pour le fabricant.

 

30fdec73f3_15173_24538-abbe-rayleigh-diffraction-thierry-epicier-m-francon-01.jpg

Airy_disk_spacing_near_Rayleigh_criterion.png

 

On voit que le critère de Rayleigh image du bas est plus avantageux que celui du milieu (qui doit correspondre (il faut que je vérifie) au critère de Abbe) et que le critère de Shuster, en haut produit des images complètement séparées.

On voit bien sur les images de disques d'Airy qu'en choisissant (arbitrairement) un critère plutôt qu'un autre, on a des images plus ou moins bien séparées.

 

Le critère de Rayleigh permet, en astronomie, de dire qu'on a affaire à deux étoiles différentes car il n'existe pas des étoiles patatoïdes, alors qu'en microscopie, on ne séparera pas avec ce critère deux trous de diatomées.

 

Amicalement.

 


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#17 Tryphon T

Tryphon T

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Posté 08 décembre 2016 - 10:25

IMPORTANT :
J'e voudrais ajouter que je me suis trompé dans mon premier post.
Le raisonnement reste entièrement valable : impossibilité de faire passer dans un objectif un faisceau d'une ON supérieure à celle de l'objectif, mais mes exemples numériques sont faux, j'en remettrais d'autres et je barre les phrases erronées à la limite du stupide.

J'y reviens le temps de corriger mon programme...(une parenthèse mal placée)
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#18 JML

JML

    Nucléotide

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Posté 08 décembre 2016 - 10:31

Bonjour,

Beaucoup de choses ont été dites, et je ne vais pas les reprendre pour dire plus ou moins la même chose.
Je voudrais simplement ajouter à cette discussion quelques informations supplémentaires sur différents points.
Dans l'article initial, Tryphon T imagine l'hypothèse (d'école) d'un objectif à faible ouverture utilisé avec un condenseur a immersion et pose la question de la resolution finale.
La resolution est avant tout la resolution de l'objectif, exploitée plus ou moins bien, par des conditions d'illumination dans lesquelles l'ouverture du condenseur et le réglage de Kohler sont des points importants.
Il vous est arrivé d'observer avec un objectif à faible grandissement, et le condenseur à sec classique (ouverture 0,9). Dans ce cas vous observez un vignettage du champ, et pour avoir un champ totalement observable, vous devez soit escamoter la lentille frontale du condenseur, soit l'enlever, soit, et c'est une mauvaise solution, baisser le condenseur détruisant ainsi l'éclairage de Kohler. Conclusion, il faut utiliser une ON de condenseur plus faible.
Comme il a été dit les meilleures solutions sont quand les ON sont de même nature.
On mesure là la limite de l'interprétation d'une équation, et la pratique.

Concernant l'utilisation d'un condenseur à immersion, je peux vous donner un exemple magnifique d'utilisation. Il faut savoir que les fabricants affichent les condenseurs avec une ouverture de 1,4, mais évidemment que cette ouverture n'est atteinte qu'à immersion. Utilisés à sec ils n'ouvrent qu'à 0,9. Dans la manip suivante , on peut visualiser la différence de resolution entre l'utilisation à sec et à immersion.
Échantillon: épiderme d'oignon classique.
Observation en DIC en haute résolution avec l'objectif 63/1,4. Visualisation via une caméra avec si possible un facteur multiplicatif intermédiaire.
En immergeant le condenseur on voit les microtubules (20-30nm) et le traffic le long des "rails", alors qu'à sec on ne voit pas tout ça. Le gain en resolution lie à l.immersion du condenseur est évident.

Un autre point est qu'il faut dissocier grandissement d'un objectif (certains disent puissance) et ouverture numérique. Dans le calcul et la fabrication des objectifs, il y a toujours dans le cahier des charges les souhaits exprimés par les utilisateurs et le marché. Il existe par exemple des objectifs 40 ouvrant à 1,4, un 20 à sec ouvrant à 0,85 ....... la distance frontale n'est pas directement liée à l'ON. La dimension des lentilles entre aussi en jeu. Il existe pas ex, un objectif 20/1.0, à immersion à eau, avec une distance de travail supérieure à 2 mm. Cet objectif est utilisée pour la microscopie intra-vitale.

Dernier point, pour le fun: la photo avec la formule de Abbe n'est pas sur la tombe de ce dernier, mais sur une petite stèle ou monument souvenir, devant l'université de Jena.

Bien cordialement

Jean-Michel
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#19 Tryphon T

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Posté 08 décembre 2016 - 10:34

Exact, c'est une stèle !


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#20 Tryphon T

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Posté 08 décembre 2016 - 11:11

Bonjour Jean-Michel,

La resolution est avant tout la resolution de l'objectif, exploitée plus ou moins bien, par des conditions d'illumination dans lesquelles l'ouverture du condenseur et le réglage de Kohler sont des points importants.

Tout à fait !

Dans l'article initial, Tryphon T imagine l'hypothèse (d'école) d'un objectif à faible ouverture utilisé avec un condenseur a immersion et pose la question de la resolution finale.

Par tout à fait : je posais la question de la "validité" de la formule, or, la formule est fausse !
Les ON du condenseur et de l'objectif ne s'additionnent pas, même pour ensuite , dans une sorte de rétablissement à la barre fixe, en faire la moyenne !
Celui qui a pondu la formule était certainement un bon mathématicien, mais sans beaucoup de bon sens ou de connaissance en microscopie.
Avec cette formule, la moyenne entre les ON d' un objectif de faible ON et un condenseur de forte ON donnera un résultat supérieur à l'ON de l' objectif seul. A mon avis ce n'est pas possible.
Il faut changer la formule.

Amicalement.


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#21 Tryphon T

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Posté 08 décembre 2016 - 11:37

Voilà, le programme est "rétabli", la formule est appliquée dans toute sa splendeur, les résultats sont édifiants.

 

 

013-0.JPG  013-140.JPG

 

A gauche, un objectif 4 X ON 0.13 seul. Son pouvoir résolvant est de 2.627 µ

A droite le même objectif associé à un condenseur ON 1.4 en appliquant la formule "magique" qui lui confère un pouvoir résolvant de 0.446 µ.

 

Bien entendu, dans la version finale de mon programme, j'ai corrigé cette absurdité.

 

Amicalement.


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#22 Jean-Marc Babalian

Jean-Marc Babalian

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Posté 08 décembre 2016 - 12:26

C'est bien ce que j'expliquais, un objectif ON 1.40 avec un condo 1.44 donnera tout son pouvoir séparateur à l objectif, mais pas une moyenne à 1,42.
Par contre il faut bien un condo avec une ON la plus proche de l'objectif pour obtenir tout son pouvoir séparateur
JM
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#23 Claude Brezisky

Claude Brezisky

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Posté 08 décembre 2016 - 12:43

Bonjour Michel,

Dans le tableau 1 (gauche), je ne vois pas l'ON du condenseur.

Dans le tableau 2 (droite), microscopiquement ce n'est pas possible, il n'est pas possible avec un condenseur ON 1,4 immersion bien réglé de travailler avec un objectif de X4 ON 0,13, le champ sera beaucoup trop petit.

Il est possible de tricher en le descendant, mais l'ON 1,4 ne sera plus de 1,4 et l'immersion impossible.

Cordialement

Claude


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#24 Tryphon T

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Posté 08 décembre 2016 - 01:22

Bonjour,

@ Jean-Marc:

mais pas une moyenne à 1,42.


La formule dit pourtant cela ! Je parle ici de la formule.
C'est cette  formule qui donne la résolution d'un objectif quelconque associé à un condenseur quelconque. Et je n'en connais pas d'autres.
Ce que je dis, c'est qu'elle est fausse.

@ Claude :

Dans le tableau 1 (gauche), je ne vois pas l'ON du condenseur.

Normal, il n'y en a pas (de condenseur) : la formule utilisée dans ce cas, est la formule classique qui donne la résolution d'un objectif quelconque.
Même s'il n'y a pas de condenseur, l'objectif possède quand même un pouvoir de résolution, c'est une caractéristique qui lui est propre propre.

le champ sera beaucoup trop petit.

Ce n'est pas le problème. Le problème c'est la formule.
J'utilise tous mes objectifs avec un condenseur ON 1.4 sans immersion pour les objectifs à sec. Disons qu'il a une ON de 0.9 à sec.
Mais , contrairement à ce qu'affirme la formule, il n'augmente pas la résolution des objectifs dont l' ON est inférieure à 0.90 !
La formule est fausse.

Amicalement.


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#25 jmaffert

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Posté 08 décembre 2016 - 07:03

On est bien d'accord, la formule est fausse.

Pour de multiples raisons...

"On dérive !
Ce n'était pas la question initiale, mais continuons, on y reviendra." Merci, mais si; la question était de savoir si la formule était juste. J'ai indiqué quelle ON utiliser selon les cas. Il me semble que c'est dans le sujet...

"Le critère de Rayleigh permet, en astronomie, de dire qu'on a affaire à deux étoiles différentes car il n'existe pas des étoiles patatoïdes, alors qu'en microscopie, on ne séparera pas avec ce critère deux trous de diatomées." Je suis content de voir que tu conviens enfin que cette formule n'a pas grand intérêt en microscopie.

Pour claude : "et bien sur // pour " Non pas du tout, le faisceau de lumière du condenseur converge sur l'objet à observer. Ce ne sont surtout pas des rayons parallèles, sinon l'ON du condenseur serait zéro...

Amicalement

Modifié par jmaffert, 08 décembre 2016 - 07:13 .

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#26 Tryphon T

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Posté 08 décembre 2016 - 08:07

Bonjour Jérôme,

 

" Je suis content de voir que tu conviens enfin que cette formule n'a pas grand intérêt en microscopie.

 

 

 

Je pense que la formule de Rayleigh. avec 0.62 est plus adapté à l'astronomie qu'à la microscopie, mais cela donne une limite.

La formule de Abbe, avec un facteur de 0.5 me semble  beaucoup plus réaliste en microscopie.

N'oublions pas que c'est Ernst Abbe qui est à l'origine de la théorie de la formation de l'image microscopique.

 

Amicalement.


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#27 Jean-Luc Bethmont (Picroformol)

Jean-Luc Bethmont (Picroformol)

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Posté 08 décembre 2016 - 10:06

Juste deux remarques:

Mathématiquement parlant les formules

Résolution = 0,61 lambda/ ON obj et Résolution=1,22 lambda/ ON obj + ON cond

sont équivalentes puisque au numérateur la constante 0,61 est doublée (passe à 1,22) et au dénominateur l' ON est doublée

Ensuite (à mon avis) la formule reste valable MAIS elle a un certain domaine de validité qui n' est pas précisé ou certaines conditions d' utilisation qui ne sont pas précisées ( ce qui n'a rien d' extrordinaire en physique).

Ainsi il suffit de préciser que la formule est valable tant que l' ON du condenseur reste inférieure ou égale à celle de l' objectif .
De même une valeur d' ON infiniment petite conduirait à une résolution largement plus grande que la taille de l' objet observé.

Cordialement
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#28 pablito

pablito

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 08 décembre 2016 - 10:18

Je vais être assez direct, car c'est un domaine sur lequel je suis absolument nul et je fais à tâtons
Pouvez vous, au delà de ces formules, faire un petit chapitre sur les bases des réglages du condo pour les nuls ?
Mais un post à part, je ne souhaite pas polluer vos débats !!!!
Admirativement
Pierre
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#29 Jean-Marc Babalian

Jean-Marc Babalian

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Posté 08 décembre 2016 - 10:44

Juste deux remarques:

Mathématiquement parlant les formules

Résolution = 0,61 lambda/ ON obj et Résolution=1,22 lambda/ ON obj + ON cond

sont équivalentes puisque au numérateur la constante 0,61 est doublée (passe à 1,22) et au dénominateur l' ON est doublée

 

 

Heu... c'est exactement ce que j'ai expliqué plus haut !

Et puis on est en train de débattre 20X sur un sujet théorique,alors que rien ne vaut l'expérience ! Testez votre matos sur des étalons à la limite du visible photonique !

Enfin sur une formule mathématique, on ne peut pas faire n'importe quoi, peut-être qu'il y avait une notice d'utilisation avec ces formules !

 

JM


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#30 Tryphon T

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Posté 09 décembre 2016 - 10:42

Bonjour,

 

@ Jean-Luc :

 

Ainsi il suffit de préciser que la formule est valable tant que l' ON du condenseur reste inférieure ou égale à celle de l' objectif

 

Oui Jean-Luc, tu as tout compris, sauf que la formule ne dit pas çà, elle ne précise aucune condition, et c'est ce qui la rend fausse.

Une ON est une caractéristique propre à un instrument optique (ici un condenseur et un objectif) et ces caractéristiques ne s’additionnent pas !

Seul les "mathématiciens" qui ne réfléchissent pas peuvent le faire mais ils se trompent.

 

Supposons deux trous,l'un au dessus de l'autre. Un grand et un petit.

​Essayons de faire passer une bille dans ces trous. 

Si la bille passe par le petit, elle peut passer dans le gros, pas l'inverse !

Faire la moyenne du diamètre des deux trous et dire qu'une bille du même diamètre que cette moyenne des trous passera dans les deux est peut-être correct sur le plan "mathématique" , c'est pourtant une aberration intellectuelle.

Et pourtant c'est ce que dis la fameuse formule.

Peut-être qu'un bon étudiant qui a réussi tous ses diplômes la trouvera correcte, mais avec mon simple certificat d'étude primaire, je la trouve stupide et pourtant elle voyage sur le Net sans rencontrer d'obstacles...

 

@ Jean-Marc :

 


Mathématiquement parlant les formules 
Résolution = 0,61 lambda/ ON obj et Résolution=1,22 lambda/ ON obj + ON cond
sont équivalentes 

 

Je ne peux pas dire si mathématiquement les formules sont équivalentes, je ne suis pas mathématicien, mais pour moi la seconde est fausse.

On ne peut pas honnêtement additionner ( ou plus généralement appliquer des opérateurs comme l'addition, la soustraction, la  division, la multiplication..) à deux propriétés comme l'ON d'un instrument d'optique. (Voir l'exemple de la moyenne des trous ci dessus)

 


Ensuite (à mon avis) la formule reste valable MAIS elle a un certain domaine de validité qui n' est pas précisé ou certaines conditions d' utilisation qui ne sont pas précisées ( ce qui n'a rien d' extrordinaire en physique).

 

Non, une formule dit ce qu'elle dit, pas autre chose.

 

Si une formule se met à dire des choses dans certains cas et d'autres d'en d'autres cas, cela revient à dire 10 dix € plus 10 €, cela fait 20 € quand le banquier est bien luné et 15 €  ou 30 € les autres jours !

 

Une formule dit ce qu'elle dit, pas autre chose.

 

Alors si la physique se permet de telles tolérances, pour moi, ce n'est pas de la physique.

 

 

@ all :

 

Pour le reste bien entendu, c'est seule  l' ON la plus faible des deux qui compte, si elles sont différentes et non la moyenne !

Peut être y a t'il un moyen de mettre cette vérité en formule ? Je ne le sais pas à moins d'inventer un nouvel opérateur.

 

C'est bien plus simple à faire en informatique (programmation) il suffit de faire un test.

Par contre si on applique la formule telle qu'elle est écrite, on en arrive au miracle de la multiplication des pains.

 

Amicalement.

 

 

 

 


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#31 Jean-Marc Babalian

Jean-Marc Babalian

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Posté 09 décembre 2016 - 11:03

Bonjour Tryphon, 

 

Je pense que tu connais cette formule :

 

M(mouvement) = M(repos)/(1-(v/c))

 

avec © = célérité de la lumière

et (v) la vitesse e mouvement de la masse (M)

 

et bien essaie avec une vitesse de (v) supérieur à 300.000.000 m.s-1

 

quelque chose t'indiques qu'en "théorie" tu dois rester avec une vitesse v<=c ?   :P

 

Peut-être est ce toute la démonstration avant d'avoir cette formule qui indique cette limite ?

 

Amitiés

 

JM


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#32 Tryphon T

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Posté 09 décembre 2016 - 12:02

Bonjour Jean-Marc,

 

Bien que ta formule n'ait aucun rapport avec celle dont il est question ici, je vais essayer de te répondre.

 

Dans ta formule, il y la notion de célérité qui implique que cette quantité ne peut pas être dépassée.

Déjà çà, c'est clair.

On peut toujours essayer de le faire, avec des mots ou des chiffres,  alors, on entre dans l'absurde.

Imaginer un corps matériel, autre que le photon, voyager à des vitesses "relativistes"  fait intervenir une autre notion, celle d'énergie et celle-ci va augmenter très vite !

 

Je comprends bien ce que tu veux dire, mais dans notre formule, sur les ON, il ne s'agit pas de relativité mais de faisceaux de lumière formant des angles qui passent par des trous (pupilles) ou qui ne peuvent pas y passer parce-que trop grands. Cela me parait tellement simple.

 

Amicalement.


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#33 Tryphon T

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Posté 09 décembre 2016 - 04:26

Merci à tous pour votre participation et vos remarques.

 

Comme aucun argument ne vient contredire mon hypothèse, je considère donc que la formule est bien fausse.

Je ferais donc mes calculs ( comme je l'ai toujours fait) en tenant compte du fait que, de l'objectif ou du condenseur, c'est la plus petite ON qui entre en compte,  et non pas  la moyenne des deux.

 

Amicalement.


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#34 Jean-Marc Babalian

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Posté 09 décembre 2016 - 04:51

 

Je ferais donc mes calculs ( comme je l'ai toujours fait) en tenant compte du fait que, de l'objectif ou du condenseur, c'est la plus petite ON qui entre en compte,  et non pas  la moyenne des deux.

Oui Tryphon, mais ce n'est pas exact non plus, car si tu observes par exemple avec un objectif ON = 1,40 et un condenseur=0,90 totalement ouvert, tu auras une résolution meilleure qu'avec un objectif ON=0,90 et un condo=0,90, donc on ne peut pas dire que c'est le plus petit ON qui compte !

 

JM


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#35 jmaffert

jmaffert

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Posté 09 décembre 2016 - 06:03

C'est ce que j'ai expliqué au-dessus : pour la lumière diffractée, c'est l'ON de l'objectif seule qui compte. Comme les objets sont toujours partiellement diffractant, c'est ce qui explique ta constatation.

 

Par ailleurs pour que ton exemple soit parfaitement exact, il faudrait que ces deux objectifs hypothétiques aient la même qualité de correction des aberrations.

 

Amicalement


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#36 Jean-Marc Babalian

Jean-Marc Babalian

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Posté 09 décembre 2016 - 06:12

Par ailleurs pour que ton exemple soit parfaitement exact, il faudrait que ces deux objectifs hypothétiques aient la même qualité de correction des aberrations.

 

 

Je pense savoir mener des essais comparatifs d'objectifs. Et bien évidemment ce que je dis je peux le prouver par l'expérience. C'est d'autant plus facile quand on dispose d'objectifs qui disposent d'ouverture numérique réglable (SPlanapo 100/0,60-1,40)

 

 

Amitiés


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#37 jmaffert

jmaffert

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Posté 09 décembre 2016 - 10:51

Je te crois tout à fait et j'en suis bien convaincu aussi. Je mettais juste en garde des expérimentateurs moins avertis que toi.

 

Amicalement


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#38 jmp76

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Posté 10 décembre 2016 - 03:56

Bonjour à tous,

Mon grain de sel en tant que physicien:

Il est logique de penser que la qualité finale optique est le produit de fonctions de transfert que subit la lumière. On a une première fonction de transfert pour le condenseur, puis pour l'objectif, puis...etc.

Il me semble logique de multiplier les 2 ON. Mais alors il y a il y aura alors une transgression des grandeurs (je ne sais plus le mot, M d'un coté, l'autre coté doit être M, de même pour les coefficients sans grandeurs )

Pour rester dans la norme il faudra en prendre la racine carrée.  Donc ON --> racine de (ON1*ON2)  et si on considère que ON1 est proche de ON2 une approximation de Racine(ON1*ON2) =1/2(ON1+ON2)   d'où la formule...  qui simplifie beaucoup les choses, tout en restant assez proche de la réalité. Et puis je suppose que les biologistes n'aiment pas les formules compliquées et se satisfont d'une bonne approximation. L'important est qu'ils comprennent qu'ils doivent avoir tous les éléments de la chaine de bonne qualité. On associe pas un apo avec un cul de bouteille!

Cordialement


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#39 Tryphon T

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Posté 10 décembre 2016 - 04:47

Bonjour ,

Il est logique de penser que la qualité finale optique est le produit de fonctions de transfert que subit la lumière. On a une première fonction de transfert pour le condenseur, puis pour l'objectif, puis...etc.

Teu teu teu ... :)
Tryphon dit, mais il n'est pas très instruit :) :mellow: , que l'objet est situé entre le condenseur qui éclaire et l'objectif qui forme l'image et donc que la fonction de transfert du condenseur n'a aucune importance sur la résolution de l'image sauf à l'altérer et jamais à l'augmenter.

Je maintiens qu'il ne faut pas ajouter les ON, même pour ensuite en faire la moyenne.
C'est l'ON de l'objectif qui entre en considération dans le pouvoir résolvant  au niveau de l'image intermédiaire, pas celle du condenseur.

Le condenseur n'est pas imageant. (anidolique pour faire instruit  :angry: )

 

(Dans ce sujet je calcule le pouvoir séparateur du microscope, pas sa fonction de transfert et ceci selon selon la formule de Abbe . L'autre formule je la trouve louche)

A moins que Tryphon se trompe ... il est un peu vieilli... il faudra lui pardonner...

Amicalement.


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#40 Claude Brezisky

Claude Brezisky

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Posté 11 décembre 2016 - 08:49

Bonjour Michel,

Monsieur Tryphon devrait faire l'expérience avec un microscope: fort ON objectif  + faible ON condenseur et ON objectif = ON condenseur, bien sur avec des objectifs forts car c'est beaucoup plus flagrant.

Après, ajouter, soustraire, multiplier, diviser les ON c'est de la rigolade.

Pour faire les meilleures observations les ON objectifs doivent être le plus proches possible et le mieux égaux.

Cordialement

Claude


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#41 Tryphon T

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Posté 11 décembre 2016 - 09:10

Bonjour Claude,

Je ne te parle pas de çà.

Monsieur Tryphon devrait faire l'expérience avec un microscope:


Monsieur Tryphon essaye d'être le plus objectif possible.
Etre objectif n'est pas croire en ses sens ou ses sentiments, mais en ce que sa raison mesure.
Donc faire l'expérience, c'est bien, et nous la ferons mais après avoir mis au point des " instruments" pour juger de la validité de ces expériences, c'est à dire objectivement !

 

Après, ajouter, soustraire, multiplier, diviser les ON c'est de la rigolade.

Oui, c'est de la rigolade quand les formules sont fausses et du très grand sérieux quand les formules sont exactes ou essaye de s'approcher de la réalité du terrain.

Pour faire les meilleures observations les ON objectifs (et condenseurs : NDLR) doivent être le plus proches possible et le mieux égaux

Tout à fait exact.

Amicalement.


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#42 Jean-Marc Babalian

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Posté 11 décembre 2016 - 09:21

Monsieur Tryphon devrait faire l'expérience avec un microscope: fort ON objectif + faible ON condenseur et ON objectif = ON condenseur, bien sur avec des objectifs forts car c'est beaucoup plus flagrant.


Je pense que là c'est tout l'intérêt. En fait le condenseur est là pour 2 choses à mon avis :
1- concentrer la lumière sur l'objet car celui est de plus en plus gourmand avec l’augmentation du GX (diminue avec le Gx²)
2- Faire arriver les rayons de la façon la plus oblique sur l'objet, à la manière d'un condenseur fond noir.

Hors que se passe-t-il expérimentalement, quand on augmente l'ON du condenseur pour qu'il soit = ON de l'objectif --> les détails théoriques perceptibles sont noyés dans dans la lumière de fond (qui passe sans être diffractée par l'objet). On est ébloui.

Solution : utiliser des modulateurs de lumière qui permettent d'augmenter le contraste :
J'en vois 4 "conventionnelles" en photonique :

  • La coloration de l'objet
  • La fluorescence épiscopique (le condenseur et l'objectif ne font qu'un)
  • Les éclairages basées sur la polarisation type DIC, Hoffmann..., et encore là aussi on pourrait débattre du sujet qui est complexe.
  • Les fond noirs, ou dérivés, type COL ou éclairage oblique, utilisant un masque pour atténuer plus ou moins le fond du champs.

Je ne parle pas du contraste de phase car les disques annulaires sont très loin de l'ON max du condenseur, même si le rapport contraste/résolution est excellent.

Avec les 4 méthodes ci dessus, on peut utiliser un condenseur d'ON>= ON objectif, et donc utiliser tout le pouvoir résolvant de l'objectif.
Dans ces cas on peut considérer la formule : 0,5xLambda/ON(objectif)

Expérimentalement, c'est en utilisant une de ces méthodes, que l'on peut résoudre les diatomées les plus difficiles, jamais en utilisant un condenseur Apo apl, pleine ouverture.

JM


Modifié par Jean-Marc Babalian, 11 décembre 2016 - 09:24 .

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#43 Tryphon T

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Posté 11 décembre 2016 - 09:37

Bonjour Jean-Marc, tous,

 

Oui Jean-Marc, à par quelques détails, tu as raison, l'expérience permettra de montrer, plus que de démontrer, quel est le meilleur résultat obtenu selon les différentes méthodes d'observation.

C'est pour cela qu'il faut mettre au point (ce que j'essaye de faire) un protocole rigoureux et chiffré, pour observer et photographier des objets test.

Pour cela je finalise un outil logiciel pour déterminer les caractéristiques du matériel et un protocole pour mener les tests.

Mais pour que les résultats soient rigoureux, il  faut que les formules soient les bonnes. D'où ce sujet.

Le reste suivra.

 

Amicalement.


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#44 Claude Brezisky

Claude Brezisky

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Posté 11 décembre 2016 - 11:36

Bonjour Jean-Marc,

 

Avec les 4 méthodes ci dessus, on peut utiliser un condenseur d'ON>= ON objectif, et donc utiliser tout le pouvoir résolvant de l'objectif.
Dans ces cas on peut considérer la formule : 0,5xLambda/ON(objectif)

 

 

Je ne suis pas d'accord avec toi, si l'ON du condenseur est supérieur à celui de l'objectif, tu seras obligé de le baisser par apport à sa position optimale pour retrouver un ON inférieur. A sec pas de problème, il est possible de tricher, mais dés que l'on passe au dessus de ON=1 c'est à dire en immersion objectif et condenseur, ce n'est plus possible, on ne peut donc plus avoir la qualité optimum.

 

Expérimentalement, c'est en utilisant une de ces méthodes, que l'on peut résoudre les diatomées les plus difficiles, jamais en utilisant un condenseur Apo apl, pleine ouverture.

 

 

Comme dans toutes les observations quelque soit la puissance de l'objectif le réglage de la hauteur du condenseur et de la fermeture du diaphragme est indispensable à une bonne observation, plus la puissance de l'objectif est grande plus ce réglage doit être minutieux, mais ceci est la base des réglages du microscope. Si vous utilisez une caméra pour filmez ou photographier c'est l'écran de l'ordinateur qui doit servir d'oculaire et les réglages se feront en fonction du couple caméra/écran, la hauteur du condensateur devrait être bonne mais la fermeture du diaphragme sera variable en fonction du champs de la caméra.

Les condenseurs Apo sont, sauf erreur de ma part, nettement supérieur à 1 et sont donc à immersion.

Cordialement

Claude


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#45 Jean-Marc Babalian

Jean-Marc Babalian

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Posté 11 décembre 2016 - 11:44

Je pense qu'à ce sujet j'ai suffisamment d'expérience pour affirmer ce que je dis.
Donne moi une solution pour avoir un fond noir avec un condo qui n'a pas une ON supérieure à celle de l'objectif ?

JM
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#46 jmp76

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Posté 11 décembre 2016 - 12:10

Bonjour,

 

donc que la fonction de transfert du condenseur n'a aucune importance sur la résolution de l'image sauf à l'altérer et jamais à l'augmenter.

 

 

On peut considérer le condensateur trop ouvert comme l'association de 2 condensateurs: L'un exactement adapté à l'ouverture de l'objectif, et l'autre comme un complément agissant uniquement comme du fond noir. Les détails de l'objet seront diffractés et ajouteront de l'information à l'image standard. L'amélioration sera assez faible mais pourra être mise en valeur par les techniques décrites ci-dessus par JMB.

 

Cordialement


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#47 Tryphon T

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Posté 11 décembre 2016 - 01:51

Bonjour JMP,

 

Vraiment pas d'accord , un fond Noir, c'est quand le fond est noir parce que la lumière directe n'entre pas dans l'objectif.

Les petits détails apparaissent lumineux sur fond noir. Si tu enlèves le cache central au fond noir, les rayons obliques sont toujours là, mais les détails disparaissent dans la luminosité générale. C'est pour cela qu"on referme le diaphragme d'ouverture ce qui a pour effet de diminuer l' ON de l'objectif.

On ne peut pas avoir le beurre et l'argent du beurre.

Par contre, ton idée est utilisée dans l’éclairage double epi/diascioique.

On forme une image avec le condenseur traditionnel et on enrichit l'image avec un éclairage épiscopique. 

Là on a le beurre et la jolie fermière en prime...

 

Amicalement.


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