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Galleria Tassonomica di
Natura Mediterraneo
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enotria
Utente Senior
Città: Gaibanella FE
Prov.: Ferrara
Regione: Emilia Romagna
1322 Messaggi Tutti i Forum |
Inserito il - 20 aprile 2015 : 15:38:05
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Sempre più spesso l’illuminazione dei microscopi è attuata con l’utilizzo di led e questo sia si tratti di prodotti nuovi, sia di sostituire il led in un vecchio microscopio che prevedeva l’utilizzo della classica lampada ad incandescenza.
Certamente, rispetto alle lampadine, il led porta diversi vantaggi, ma dobbiamo stare attenti che può anche essere causa di qualche nuovo problema.
Se ricordate, le vecchie lampade per microscopia le abbiamo abbandonate anche perché costavano molto ed erano spesso introvabili. Perché ? Come tutte le sorgenti di luce che devono essere concentrate e proiettate, è indispensabile che emettano la luce non da una superficie, ma da un singolo punto, che deve anche essere il più piccolo possibile. Questa necessità portava all’utilizzo di filamenti estremamente compatti, e quindi costosi da ottenere e delicati nel loro funzionamento.
Immagine: Lampada alogena da ben 100W, ma con il filamento raccolto in un paio di millimetri. 142,2 KB
Ricordate le vecchie raccomandazioni tipo: “mai spostare il proiettore delle diapositive mentre è acceso o surriscaldato, altrimenti il filamento si brucerà all’istante”. Certamente, la costruzione di un filamento molto compatto concentrava talmente il calore da mantenere la sua temperatura al limite della fusione e quindi, fragilissimo.
E con i led cosa succede ?
Naturalmente i principi dell’Ottica sono uguali per tutti e quindi anche per loro vale lo stesso principio: la superficie che emette materialmente la luce deve essere la più piccola possibile, possibilmente puntiforme. Ed allora come la mettiamo con quei led che, per erogare una notevole potenza, montano diverse giunzioni in serie/parallelo fino a formare una vera e propria superficie luminosa, non un singolo punto.
Immagine:Led da 50W: la superficie, formata da molte giunzioni, è di diversi cmq. 53,52 KB
Semplice, non possiamo usarli, per lo meno non per i nostri microscopi: possono andare bene solo per l’illuminazione diffusa di ambienti, ma NON quando la luce emessa deve essere concentrata per fare determinati percorsi e per attraversare determinate lenti.
Il motivo di questa limitazione è semplicissimo e se ricreiamo la situazione al Banco Ottico, lo possiamo notare immediatamente.
Immagine: Simulazione al banco ottico di led ad una o più giunzioni. 104,66 KB
Nella situazione superiore abbiamo un led a singola giunzione, vediamo che questa può essere effettivamente assimilata ad una sorgente puntiforme, per cui se la poniamo nel punto di fuoco della lente concentratrice, otteniamo un bel fascio luminoso regolare e non disperso che potrà venire inviato allo specchio deflettore e quindi illuminare regolarmente il condensatore.
Ma subito sotto vediamo cosa succede se il led ha invece più giunzioni: ciascuna diventa una sorgente indipendente, una sola può essere messa a fuoco, tutte le altre diffondono luce in modo assolutamente incontrollabile, eliminandosi a vicenda quando va bene, creando decine di riflessi nel peggiore dei casi. Notate anche che, essendo le giunzioni allineate fra loro, lungo il percorso luminoso si creano figure di interferenza regolari, con alternati anelli luminosi ed anelli neri: una specie di disco di Airy che si ripete con regolarità lungo il percorso della luce.
Ma che bello ! Ed allora come rimediamo ?
La prima considerazione da fare è quella di NON ricercare la potenza ad ogni costo: se poi la dobbiamo disperdere in riflessi interni è inutile o controproducente. La seconda considerazione è di NON utilizzare i led a giunzioni multiple o, quanto meno, cerchiamo quelli con la superficie irradiante più piccola possibile.
Altra considerazione sui led riguarda la distribuzione nello spazio della luce che producono.
Le lampadine vecchio stile facevano luce davanti e dietro, uno specchio concavo provvedeva poi a rispedire i raggi posteriori di nuovo in avanti, verso la lente del collettore che doveva renderli tutti paralleli e quindi utilizzabili.
Ma il led, dove manda la sua luce ?
Immagine: Fascio luminoso di led 10mm 1W, notare l'emissione principale a 30° e quella secondaria a 130° 116,39 KB
Non certo dietro, quindi ci risparmiamo lo specchio, tutta in avanti, ma come ?
Non è ben chiaro il perché, ma molti preferiscono utilizzare led con il fascio luminoso molto concentrato, forse pensano che così avranno un campo ben illuminato, sfruttando al massimo tutta la luminosità emessa dal led.
Tale logica alle volte funziona, dipende dalla lunghezza focale della lente collettrice, ma molto più spesso il risultato sarà una antipatica macchia chiara al centro della fotografia.
E’ un classico difetto che fa disperare il microscopista che ha appena montato l’illuminazione a led sul suo microscopio. Meno visibile se si osserva direttamente, diventa estremamente fastidiosa nelle fotografie, specie se sottoesposte.
La causa di questo inconveniente, se non è dovuta a difetti ottici di allineamento o a riflessi, è spesso imputabile al tipo di led che abbiamo utilizzato per l’illuminazione, o meglio, al loro modo di diffondere la luce nello spazio.
Normalmente l’angolo di emissione di un led va dai 120° per quelli piatti, tipo star per intenderci, ai 30° dei led classici mono giunzione da 3, 5 e 10 mm. Il collettore è invece predisposto per utilizzare i raggi di luce da 150° circa in giù, dipende dalla lunghezza focale della sua prima lente.
Di conseguenza, i led tipo star difficilmente danno problemi in tal senso, eventualmente, per aumentare ancora un po’ l’angolo di emissione, potete eliminare la sottile lente di plastica che li ricopre, ma attenti a non rovinare la gomma gialla sottostante.
Immagine: Diodi led modificati per aumentare la diffusione della luce. 123,86 KB
Per i diodi led di forma classica, la calotta curva fa da lente, per cui molto facilmente può creare problemi. Oltre tutto i recenti led da 10mm da 1W di potenza sono comodissimi, ma per usarli in microscopia è meglio sottoporli ad un semplice trattamento: il taglio della calotta. Per farlo il sistema più semplice è fermare in morsa la calotta e, con un seghetto, tagliare via la testa. Anzi, vedremo che più tagliate, meglio è. Dopo di che lo si può lisciare sfregandolo su carta vetrata, fino ad eliminare i segni del taglio.
Immagine: Diodi led semplici da 10mm 1W con la calotta tagliata a diverse altezze.
114,12 KB
In questa prova ho voluto vedere come cambiava il flusso luminoso a seconda di come operavo il taglio della calotta.
Presi quattro led da 10mm 1W, uno è rimasto intatto, l’altro è stato tagliato appena sotto alla calotta, il terzo appena sopra alla giunzione, il quarto è stato prima amputato della sola calotta, poi forato con una punta da 6mm che ha scavato fino a pochi millimetri dalla giunzione. Messi tutti i led nelle stesse condizioni, li ho fotografati evidenziando il flusso luminoso e la sua distribuzione sul piano.
Immagine: Diversa distribuzione della luce a seconda del taglio della calotta. 43,85 KB
Il led normale crea una forte zona centrale molto illuminata, poi, la emissione periferica, illumina in modo molto meno efficace la restante superficie.
Il led tagliato lungo distribuisce la luce in modo molto più uniforme, quasi perfetta, peccato solo che la zona centrale può risentire di un leggero calo di luminosità. Si può fare di meglio. Il taglio corto, vicino alla giunzione, ha dato il risultato migliore, con una ottima ed omogenea dispersione della luminosità e senza alcun calo centrale.
La cavità interna al led distribuisce la luce in modo abbastanza uniforme, ma di nuovo si ripresenta il problema della zona centrale poco illuminata.
Una considerazione generale è poi che il led non tagliato ha una doppia zona di emissione che viene captata dalla lente collettrice: il primo a 30° circa che è quello principale e che illumina fortemente la parte centrale del campo inquadrato al microscopio, ma ha anche una seconda emissione, molto più aperta (circa 125°), che illumina in modo uniforme tutto il campo. Questa doppia emissione è proprio quella che può causare la famosa macchia luminosa al centro delle nostre foto, rovinandole in modo irreparabile.
Si può invece notare che il taglio della calotta elimina, in tutti i casi, l’emissione secondaria, portandola ad un angolo di 180° ed oltre, quindi non più utilizzabile in alcun modo dalla lente del sistema collettore.
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enotria
Utente Senior
Città: Gaibanella FE
Prov.: Ferrara
Regione: Emilia Romagna
1322 Messaggi Tutti i Forum |
Inserito il - 20 aprile 2015 : 23:22:53
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Ancora un paio di immagini:
Immagine: 54,72 KB
Un led da 10mm per 1 Watt di potenza, singola giunzione, valori massimi 3,5 Volt 0,30 Amper, con cui si può agevolmente sostituire una lampada alogena. Notare i reofori particolarmente allargati, che funzionano anche da dissipatori del calore.
Immagine: 89,42 KB
La classica macchia bianca che spesso rovina le nostre foto a causa di fasci luminosi fuori controllo emessi dal led. Spesso il taglio della calotta permette di risolvere il problema rendendo più omogenea la distribuzione della luminosità.
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Piermicro2
Utente V.I.P.
Città: Treavedona Monate
Prov.: Varese
Regione: Lombardia
146 Messaggi Tutti i Forum |
Inserito il - 21 aprile 2015 : 15:02:51
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La ragnatela cerebrale che mi avvolge riguardo ai LED mi pare un poco diradarsi grazie ai tuoi insegnamenti. 1) per sostituire una alogena 100w-12v quale LED occorre. 2) per la fluorescenza (autofluorescenza)quali LED scegliere (tipi e lunghezza d'onda) eventuale reperibilità, sicurezza. Salutoni. |
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enotria
Utente Senior
Città: Gaibanella FE
Prov.: Ferrara
Regione: Emilia Romagna
1322 Messaggi Tutti i Forum |
Inserito il - 22 aprile 2015 : 16:17:26
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Il led che utilizzi deve essere una sorgente puntiforme, quindi non vanno bene le piastrine di led, ma solo led a singola giunzione.
Nel tuo caso, per una lampada da 100w, puoi usare un led della SEOUL tipo P7 oppure un CREE tipo T6. Entrambi hanno caratteristiche molto simili: circa 1000 lumen, tensione massima di 3,5 Volt con 3 Ampere di corrente.
Per la fluorescenza puoi usare un led blu o Royal Blu, della SEOUL tipo P4, certamente mille volte più comodo da utilizzare rispetto alle lampade al mercurio.
Immagine: Il mio illuminatore con led blu tipo SEOUL P4 173,5 KB
Ricorda sempre di utilizzare un robusto dissipatore per il calore e stabilizzare l'assorbimento della corrente che, per questi led mono giunzione, è piuttosto consistente.
Immagine: Alga Cladophora con manicotto di diatomee in luce normale e in luce blu fluorescente. 71,66 KB
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Andrea ---> Link
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Piermicro2
Utente V.I.P.
Città: Treavedona Monate
Prov.: Varese
Regione: Lombardia
146 Messaggi Tutti i Forum |
Inserito il - 22 aprile 2015 : 21:01:38
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Grazie per i chiarimenti. Ciao. |
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ul cast
Utente Senior
Città: Albizzate
Prov.: Varese
Regione: Lombardia
2897 Messaggi Tutti i Forum |
Inserito il - 19 giugno 2015 : 08:55:40
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Sono stupefatto dal sapere di quest'uomo non so se sarò mai in grado di cimentarmi con simili prodigi di bricolage stellare ma una considerazione si impone: CHE MONDO SAREBBE SENZA IL NOSTRO ANDREA? |
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