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Interpretation von Dünnschliffen

Unser Referent (hinten links) und einige Mitglieder des MKB. Im Vordergrund 2 Mikroskope mit Polarisationsausrüstung.
Bonn, den 27.01.2011

Das Monatstreffen im Januar beschäftigte sich mit der Analyse von Dünnschliffen und der Bestimmung der darin enthaltenen Minerale und war somit die lang erwartete Fortsetzung des Besuchs im Gesteinslabor des Steinmann-Instituts der Universität Bonn. 
Herr Dr. Nagel, unser Referent.
Unser Referent Herr Dr. Nagel von der Arbeitsgruppe Strukturgeologie des Stein- mann-Instituts führte uns mit einem spannenden und praxisnahen Vortrag durch das Thema und erläuterte die einzelnen Schritte auch anhand der Projektion verschiedener Dünnschliffe. Somit waren die beschrie- benen Effekte für alle sofort im Bild nachvollziehbar.  
Gesteine bestehen in der Regel aus verschiedenen Mineralen. Diese besitzen aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung charakteristische Kristallgitter, in denen die einzelnen Atome sehr regelmäßig angeordnet sind.
Diese Anordnung findet sich nicht nur im atomaren Bereich sondern prägt auch das makroskopische Aussehen eines Kristalls. Ein schönes Beispiel dafür ist der würfelförmige Kristall des Kochsalzes (NaCl), der die innere Struktur perfekt abbildet. Aber auch die Anordnung der Atome im Kristallgitter des Biotits (Dunkelglimmer, ein Schichtsilikat) finden ihren Ausdruck in den Eigenschaften und dem Aussehen des Minerals. Die atomare Ordnung spiegelt sich in den makroskopischen Eigenschaften (Habitus, Spaltbarkeit, Härte …)! 
Kochsalz (NaCl), Struktur und Kristallform
  • Atommodell des Kochsalzes (Natriumchlorid, NaCl). Die regelmässige Anordnung der Natrium-  (lila) und Chloridionen (grün) ergibt ein kubisches Gitter.
  • Dieses kubische (würfelförmige) Gitter zeigt sich auch in der Kristallform des Natriomchlorids. Bild von Rob Lavinsky.
  • Atommodell des Biotits (Dunkelglimmer, K(Fe,Mg)3(AlSi3)O12H2). In der einen Richtung ist die Anordnung der unterschiedlichen Atome dieses Schichtsilikats sehr dicht und kompakt.
  • Atommodell des Biotits (Dunkelglimmer, K(Fe,Mg)3(AlSi3)O12H2). Betrachtet man das Gittermodell von der Seite (um 90° versetzt), erkennt man einen sichtförmigen Aufbau.
  • Auch beim Biotit finden sich die Merkmale des Gittermodells im realen Kristall wieder, der sich entlang der Schichten sehr gut spalten lässt, in allen anderen Richtungen aber sehr stabil ist.
Aufnahme von  Fred Kruijen, der Kristall ist etwa 2,5 mm groß. Fundort Wannenköpfe, Ochtendung, Eifel, Deutschland. Die Aufnahme steht unter der Creative Commons-Lizenz (Namensnennung-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Niederlande).
Gesteinsbestimmung am Mikroskop
Der innere Aufbau der Mineralien beeinflusst aber nicht nur das Aussehen ihrer Kristalle sondern auch die Art und Weise, wie sie - mit in der Regel 25 µm Dicke dünn genug geschliffen - von Licht durchdrungen werden. Durch Beugungs- effekte am Kristallgitter entstehen Laufzeitunter- schiede und Drehungen der Polarisationsebene der Licht- strahlen. 
Die Laufzeitunterschiede führen zu Überlagerungen (Interferenzen) der Lichtwellen. Werden einzelne Wellenlängen (Farben) des weißen Lichts durch Interferenz geschwächt oder ausgelöscht, dann entstehen bunte Interferenzfarben. Drehungen der Polarisationsebene führen zu einer Verdunkelung der entsprechenden Kristalle, wenn diese  zwischen zwei parallel stehenden Polfiltern betrachtet werden.
Zur Sichtbarmachung dieser Effekte unter dem Mikroskop wird im einfachsten Falle eine Polarisationsausrüstung mit zwei Polfiltern unterhalb (Polarisator) und oberhalb der Objektebene (Analysator) sowie ein drehbarer Objekttisch benötigt. Anhand entsprechender Farbtafeln und Tabellenwerke lassen sich die Minerale durch Farbverschiebungen (ggf. mit definierten Hilfsobjekten oder Lambda-Schiebern) und Lichtdurchlässigkeit bestimmen (Pleochroismus).
Sandstein und ein Dolomit-Amazonit-Sediment im Dünnschliff
  • Sandstein im Hellfeld bei parallelen Polfiltern. Die feine bogenförmige Linie im Quarzkorn auf 12:00 Uhr lässt erkennen, dass der Kristall während der Sedimentation weiter gewachsen ist. Durch diesen Prozess verbacken die zunächst noch losen Körner zu einem Gestein.
  • Wieder Sandstein, der gleiche Ausschnitt wie im vorangegangenen Bild, aber mit gekreuzten Pol-Filtern.
  • Dolomit-Amazonit-Sediment im Hellfeld bei parallelen Polfiltern. Rechts im Bild eine Quarzader.
  • Wieder das Dolomit-Amazonit-Sediment, der gleiche Ausschnitt wie im vorangegangenen Bild, aber mit gekreuzten Pol-Filtern.
Salzsäure hilft bei der Indentifizierung von Karbonaten.
Aber auch die Anordnung und das Aussehen der Minerale im Schnitt sind von Bedeutung, da diese Auskunft über die Entstehungsgeschichte des untersuchten Gesteins geben. Manchmal  jedoch muss die mikroskopische Untersuchung durch weitere Proben ergänzt werden, um die Bestimmung abzusichern. Karbonate beispielsweise reagieren mit Salzsäure aufschäumend unter Bildung von Kohlendioxid. Auch die Heftigkeit der Reaktion lässt mit viel Erfahrung Rückschlüsse auf das jeweilige Mineral zu. 
Mikrosonde des Herstellers Cameca
Aus Sicht des Hobbymikroskopikers geht die Bedeutung der mikros- kopischen Verfahren zur Gesteins- bestimmung jedoch immer weiter zurück. Moderne Verfahren wie zum Beispiel der Einsatz der Elektro- nenstrahl-Mikrosonde ersetzen heute weitgehend die klassischen Verfahren am Polarisationsmikroskop.
Die Elektronenstrahl-Mikrosonde ist ein Elektronenmikroskop, das neben den bildgebenden Verfahren durch Auswertung des von der Probe gestreuten Elektronenstrahls auch eine qualitative und quantitative Analyse des Probematerials ermöglicht. Dazu wird die beim Auftreffen des hochenergetischen Elektronenstrahls (ca. 15 kV) auf der Probe entstehende Röntgenstrahlung analysiert. Diese entspringt der Interaktion der Hüllelektronen "getroffener" Atome mit den Elektronen des bis auf 1 µm fokussierbaren Elektonenstrahls.
Die entstehende Röntegenstrahlung ist für jedes Element charakteristisch und kann über ein Röntgenspektrometer ausgewertet werden. Voraussetzung für eine Quantitative Analyse ist eine sehr gleichmäßige Energie des eingesetzten Elektronenstrahls, die durch eine Aufwändige Stabilisierung erreicht wird.
Mit der Mikrosonde lassen sich also qualitativ und quantitativ die in einem Mineral enthaltenen Elemente bestimmen und damit kann über die chemische Zusammensetzung eine eindeutige Bestimmung des Minerals erfolgen.
Interessierte Zuhörer
Auch an dieser Stelle noch einmal herzlichen Dank an Herrn Dr. Nagel für den sehr interessanten und kurz- weiligen Vortrag und die Bestimmung der von uns mitgebrachten Dünnschliffe!
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Bild des Monats

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Oktober 2019
Leitbündel im Blatt von Ceratozamia robusta (Polarisationskontrast), Aufnahme von Jörg Weiß
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September 2019
Staubblatt mit Pollen einer gelben Hibiskusblüte von Horst-Dieter Döricht
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August 2019
Hinterleib einer Büschelmückenlarve (Chaoborus sp.) von Frank Fox
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Juli 2019
Die Diatomee Diploneis notabilis von Päule Heck
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Juni 2019
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Mai 2019
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April 2019
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Sprossquerschnitt vom Beifußblättrigen Traubenkraut (Ambrosia artemisiifolia) in Kernschwarz/Solidgrün-Färbung von Rolf-Dieter Müller
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Ein blaues Trompetentierchen (Stentor coeruleus) von Frank Fox
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Oktober 2018
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August 2018
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Juni 2018
Hypocotyl der Welwitschie (Wewitschia mirabilis, Jungpflanze). Von Jörg Weiß.
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April 2018
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Querschnitt durch den Spross des Roten Hartriegels (Cornus sanguinea) in W3Asim II Färbung von Jörg Weiß
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Januar 2018
Schuppenhaar der Silber-Ölweide (Elaeagnus commutata) im Hellfeld von Jörg Weiß
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Dezember 2017
Stempel, Narbe und Staubblätter des Hibiskus im UV-Licht. Aufnahme von Frank Fox
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November 2017
Eine Diatomee im Interphaco aus einem Präparat von Anne Gleich. Aufnahme von Frank Fox.
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Oktober 2017
Cilien auf der Oberfläche des Wimberntiers Spirostomum ambiguum im Fluoreszenzkontrast von Thilo Bauer.
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Deckel der Sporenkapsel des Drehmooses (Funaria hygrometrica) im Auflicht von Horst-Dieter Döricht
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Die Diatomee Aulacodiscus decorans (Schmidt) von Päule Heck
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Ausschnitt von einem Flügel der Großen Hausmücke (Culiseta annulata) von Frank Fox
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Februar 2017
Azurit aus Tsumeb 8Namibia) von Horst-Dieter Döricht
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Dezember 2016
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November 2016
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Oktober 2016
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September 2016
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August 2016
Methylsulfonal-Kristalle, Aufnahme von Frank Fox.
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Juni 2016
Wasserspeicherzelle im Mesophyll des Zylindrischen Bogenhanfs (Sansevieria cylindrica), frischer Querschnitt gefärbt mit Toluidinblau. Aufnahme von Jörg Weiß.
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Einaugen-Muschelkrebs (Cypria opthalmica) von Horst-Dieter Döricht
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April 2016
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Frischer Schnitt eines Fiederdorns der Zwerg-Dattelpalme in der Primärfluoreszenz bei 365 nm Anregungswellenlänge, Aufnahme von Dr. Horst Wörmann.
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Februar 2016
SEM-Aufnahme eines Bärtierchens von Horst-Dieter Döricht
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Januar 2016
Elektrische Schaltkreise auf einem Chip im Auflicht DIC von Frank Fox
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Dezember 2015
Dunkelfeldaufnahme vom Grünen Trompetentierchen (Stentor polyxmorphus); Aufnahme von Frank Fox
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November 2015
Querschnitt durch das Blatt einer Welwitschie (Welwitschia mirabilis), Färbung W3Asim II; Aufnahme von Jörg Weiß
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Kopf einer Stechmückenlarve (Culex spec.) von Frank Fox
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September 2015
Das Lilienhähnchen (Liliceris lilli) von Horst-Dieter Döricht
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August 2015
Leitgewebe und Endodermis in der Wurzel des Muriel-Bambus (Fargesia murieliae). Foto von Jörg Weiß.
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Juli 2015
Schuppenhaare des Silbernen Grünrüsslers (Phyllobius argentatum). Foto von Horst-Dieter Döricht.
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Juni 2015
Wachstumskegel an der Sprossspitze der Weinrebe (Vitis vinifera) im Präparat von Bodo Braunstorfinger. Foto von Jörg Weiß.
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Mai 2015
Ein Reusen-Rädertier von Frank Fox
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April 2015
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März 2015
Uroleptopsis roscoviana, ein roter Cilliat, Aufnahme von Frank Fox
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Drei Konidien des Echten Mehltaus auf einem Weizenblatt mit Keimschläuchen und Appressorien, Aufnahme von Jörg Weiß
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Januar 2015
Sklerenchymband im Spross der Kiwi (Actinidia deliciosa), Aufnahme von Jörg Weiß
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Dezember 2014
Die Diatomee Auliscus convolutus (Alen's Farm, Oamaru), Aufnahme von Päule Heck
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November 2014
Schale einer Diatomee im Interferenz-Phasenkontrast. Aufnahme von Frank Fox.
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Oktober 2014
Haare auf dem Brustpanzer einer Goldfliege (Lucilia sericata). Aufnahme von Horst-Dieter Döricht.
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September 2014
Stomagruben an der Blattunterseite eines frischen, unfixierten Schnittes des Oleanders (Nerium oleander) bei einer Vergrößerung von 200x. Aufnahme von Jörg Weiß.
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Augen am Kopf einer Sprigspinne. Die Reflexe stammen von der Beleuchtung mit einem LED-Ringlicht. Aufnahme von Frank Fox.
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Juli 2014
Die Zieralge Micrasterias radians bei der Teilung. Aufnahme von Frank Fox.
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Juni 2014
Querschnitt durch einen siebenjährigen Spross des Chinesischen Blauregens (Wisteria sinensis, Durchmesser 21 mm) von Bodo Braunstorfinger. Aufnahme von Jörg Weiß
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Mai 2014
Männlicher Eibenzapfen (Taxus baccata) mit Pollen von Horst-Dieter Döricht
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April 2014
Spross des Efeus (Hedera helix) in W3Asim II - Färbung. Aufnahme mit einer Smartphone Kamera freihändig durch das Okular von einer Teilnehmerin der Lehrerfortbildung am Grotenbach Gymnasium Gummersbach.
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März 2014
Maritimer Fadenwurm im Polarisationskontrast von Frank Fox
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Februar 2014
Ungefärbter Querschnitt durch das Blatt des Pampasgrases (Cortaderia selloana) von Jörg Weiß
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Januar 2014
Parietin-Sublimation im freien Raum an Stahlwolle von Heike Buchmann
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Dezember 2013
Die Diatomee Hemiaulus proteus im Hellfeld von Päule Heck
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November 2013
Die Wimpernkugel Volvox aureus im Interphako von Frank Fox
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Oktober 2013
Zwei Algen der Art Micrasterias rotata, Aufnahme von Rudolf Krönung.
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September 2013
Rückenschild und Flügelansätze der Grünen Futterwanze, Aufnahme von Horst-Dieter Döricht
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August 2013
Mit W3Asim II gefärbter Querschnitt durch den Thallus eines Blasentangs (Fucus vesiculosus), Aufnahme von Jörg Weiß.
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Juli 2013
Gelbe Blattwespe (Nematus tibialis), Aufnahme von Horst-Dieter Döricht.
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Juni 2013
Gold in der lamellaren Verwachsung von Kupferkies (gelb) und Bornit (rotbraun). Grube Hohlestein an der Eisernhardt, Siegen. Aufnahme Prof. Holger Adelmann.
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Mai 2013
Spinnenfaden bei 1000-facher Vergrößerung im DIC. Präparation und Schwarzweiß-Aufnahme von Anton Berg.
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April 2013
Papyrus (Cyperus papyrus) ungefärbt in der Primärfluoreszenz. Präparation und Aufnahme von Rolf-Dieter Müller.
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März 2013
Diatomee im Interferenz-Phasenkontrast. Präparation und Aufnahme von Frank Fox.
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Februar 2013
Ungefärbter Querschnitt durch das Blatt einer Kamelie. Präparation und Aufnahme von Jörg Weiß.
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Januar 2013
Leitbündel aus dem Mittelstrang der Frucht eines Zitronenbaums (Citrus x limon). Das filigrane Präparat ist nur 7 µm dick und wurde von Anton Berg erstellt. Zum Vergleich: die meisten hier gezeigten botanischen Schnitte haben eine Dicke von ca. 50 µm. Aufnahme von Jörg Weiß.
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Dezember 2012
Anschliff einer Kohle aus der Grube Fürst Leopold in der Auflichtfluoreszenz; Anregung mit einer Wellenlänge von 470 nm. Aufnahme von Dr. Horst Wörmann.
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November 2012
Schwimmhaare auf der Blattoberseite eines tropischen Schwimmfarns aus der Familie Salvinia. Aufnahme von Frank Fox.
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Oktober 2012
Rezente Diatomee Bacteriastrum furcatum Shadbolt aus dem Golf von Thailand. Aufnahme von Päule Heck.
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September 2012
Die hier gezeigte Spaltöffnung aus Rhynie Chert Material ist 400 Millionen Jahre alt. Aufnahme von Holger Adelmann.
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August 2012
Eier einer Zuckmückenart (Chironomidae) im Phasenkontrast, Aufnahme von Frank Fox.
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Juli 2012
Porträt einer Frühen Adonislibelle (Pyrrhosoma nymphula), Aufnahme von Frank Fox.
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Juni 2012
Dünnschliff eines Quarzitschiefers aus den Italienischen Alpen, Dicke ca. 25 µm. Aufnahme von Holger Adelmann.
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Mai 2012
Tracheen im Xylem des Korallenbaums, Spross, Färbung W3Asim II, Vergrößerung 200x. Aufnahme von Jörg Weiß.
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April 2012
Porträt einer zwei Tage alten Fliegen. Aufnahme von Horst-Dieter Döricht.
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März 2012
Aus der Schmelze kristallisiertes Methylsulfonal im polarisierten Licht. Aufnahme von Frank Fox
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Februar 2012
Die Kieselalge Achnantes longipes. Aufnahme von Frank Fox
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Januar 2012
Primäres Xylem und Markparenchym aus dem Spross der Gewöhnlichen Jungfernrebe. Ungefärbtes Präparat, Aufnahme von Jörg Weiß.
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Dezember 2011
Flügelschuppen eines Großen Fuchses (Nymphalis polychloros) im Auflicht. Aufnahme Frank Fox.
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November 2011
'Dazu muss ich sagen, dass es mir nicht um irgendeine Form wissenschaftlicher Fotografie ging. Ich habe wilde Gemische hergestellt und dann nachgesehen, wie das Produkt aus sah. ... Genieß' das Spiel der Farben und Formen.' Aufnahme von Herne.
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Oktober 2011
Glockentierchen (Vorticellidae) im differenziellen Interferenzkontrast. Aufnahme von Frank Fox.
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September 2011
Die Radiolarie Hexacontium papillosum aus einem Präparat von Albert Elger. Aufnahme von Päule Heck.
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August 2011
Querschnitt durch den Spross des Gartenbambus (Fargesia murieliae). Vergrößerung 100x, Färbung W3Asim II. Aufnahme Jörg Weiß mit Leica C-Plan 10x an Leica DME. Kamera Canon PS A520.
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Juli 2011
Micrasterias rotata aus einer Wasserprobe von der Wuppertalsperre. Aufnahme Holger Adelmann mit der Moticam 2300 am Leitz Orthoplan mit 40er Plan Fluotar und DIC.
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Juni 2011
Bild 1
Angeschliffene Foraminifere aus einem Hydrobienkalk des Untermiozän. Fundort Dexheim bei Mainz. Präparation Fa. Krantz, Aufnahme Prof. Holger Adelmann.
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Juni 2011
Bild 2
Kopf mit Mundwerkzeugen und vorderes Körperdrittel einer nicht näher bestimmten Zuckmückenlarve (Chironomus sp.). Präparation und Aufnahme von Frank Fox.
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Mai 2011
Querschnitt vom Rollblatt des Strandhafers (Ammophila arenaria), Schnittdicke ca. 50 µm, Färbung Wacker W3A. Stitch aus 240 Einzelaufnahmen mit Zeiss Standard WL, Plan Apo 25x/0.65, Kamera Canon EOS 5D MK II mit Vollformat-Chip. Stitching mit Canon Photostitch.
Präparat von Jörg Weiß, Aufnahme von Joachim Schwanbeck.
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April 2011
Eidechsenschwanz (Houttuynia cordata), Abdruck von der Blattunterseite, erstellt mit UHU Hart. Hellfeld.
Vergrößerung 200x, Länge des Bildausschnitts im Objekt ca. 0,5 mm. Aufnahme und Präparation von Jörg Weiß.
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März 2011
Auskristallisierte Mineralstoffe aus flüssigem Kunstdünger. Zeiss Jenamed mit Planapochromat 12,4x CF250, polarisiert mit Lambda-Platte, Einzelaufnahme mit Vollformat-Kamera Canon 5D Mark II.  Aufnahme und Präparation von Frank Fox.
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Februar 2011
Nadelquerschnitt der Schlangenhaut-Kiefer (Pinus heldreichii). Aufnahme und Präparation von Rolf-Dieter Müller, Stitch aus ca. 70 Einzelbilder. Schnittdicke 25 µm, Färbung Wacker W3A (Acridinrot, Acriflavin, Astrablau).
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Januar 2011
Achtung, großes Bild!
Eidechsenschwanz (Houttuynia cordata), Leitbündel. Aufnahme von Prof. Holger Adelmann, Präparat von Jörg Weiß.
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Dezember 2010
Metapelit, Dicke ca. 25 µm, Präparation durch Willi Tschudin, Aufnahme von Dr. Horst Wörmann.
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November 2010
Simocephalus vetulus (Anomopoda), der Plattkopf- Wasserfloh. Aufnahme von Päule Heck.
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