Zand kan er heel mooi uit zien onder de microscoop. Er zijn natuurlijk zeer veel verschillende zandsoorten en daarvan heb ik er een aantal microscopisch bekeken. Als iemand uit mijn familie- of kennissenkring op een verre vakantie gaat dan vraag ik meestal om wat zand mee terug te nemen. De kleuren van de zandkorrels geven aan welke mineralen er in kunnen voorkomen. Rode zandkorrels bijvoorbeeld ontlenen hun kleur aan de aanwezigheid van ijzerhoudende mineralen. Hoe zuiverder het zand, hoe witter. Wit zand bestaat grotendeels uit kwarts (siliciumdioxide, SiO2) en hoe minder verontreinigingen er in zitten, hoe witter het zal zijn. Het mineraal olivijn is een silicaat dat magnesium en ijzer bevat, (Mg,Fe)2SiO4, en de aanwezigheid hiervan veroorzaakt een groene kleur in zandkorrels. Op eilanden met een vulkanisch verleden kun je zwart zand op het strand aantreffen en dit zand bestaat grotendeels uit basalt, dat ontstaan is door de snelle stolling van lava.

Hier volgen enkele foto' s van zand uit Australië.

Rood zand uit de Outback in Australië. Donkerveldbelichting. Objectief: Olympus 10/0.25.

Rood zand uit Australië. Donkerveldbelichting met een droge Leitz donkerveld condensor. Directe projectie met Olympus objectief 10/0.25.

Rood zand uit de Outback in Australië. Objectief: Plan 4/0.10.

Eveneens afkomstig uit Australië: zand zo wit als suiker en met een hoge zuiverheid. Dit zand bestaat bijna geheel uit kwarts. Gefotografeerd met opvallend licht. Objectief: Leitz 4/0.12.

Zand van de Engelse kust.

Zand van een strand aan de zuidkust van Engeland gefotografeerd met doorvallend licht. Objectief: Carl Zeiss 3.2/0.07.

Zand uit Suriname.

Zand uit Berg en Dal, Suriname. Gefotografeerd met een combinatie van doorvallend en opvallend licht. Objectief: Carl Zeiss Neofluar 6.3/0.20.

Deze foto van nat zand is gemaakt met een Zeiss-Winkel 2.5/0.06 objectief dat d.m.v. van een adapter direct op de Olympus PEN E-PL1 camera werd aangesloten.

Dit zand heb ik van een strand in Funchal meegenomen. Het zand heeft een vulkanische oorsprong en de stranden zijn daar zwart.

Zwart zand van een strand in Funchal gefotografeerd met opvallend licht van de zijkant. Directe projectie met een merkloos plan 4/0.10 objectief.

Hetzelfde zand als in de vorige foto, dit keer gefotografeerd met een combinatie van opvallend licht (van de zijkant) en donkerveld met een droge Leitz donkerveld-condensor. Directe projectie met een merkloos plan 4/0.10 objectief.

Zwart strandzand van Funchal gefotografeerd met opvallend licht van de zijkant in combinatie met een witte achtergrond. Directe projectie met een merkloos plan 4/0.10 objectief.

Zand afkomstig van verschillende locaties in Nederland.

Zand uit de Kennemerduinen, locatie ‘t Wed. Gefotografeerd met een combinatie van doorvallend en opvallend licht. Objectief: Leitz 4/0.12.

Zand van locatie ‘Vossenberg’, Meijel (Limburg). Gefotografeerd met opvallend licht. Objectief: Leitz 4/0.12.

Zand van een strand bij de inham 'Mok' in Texel gefotografeerd met donkerveld-belichting. Objectief: Carl Zeiss Neofluar 6.3/0.20.

Zand van een strand bij IJmuiden gefotografeerd in helderveld (links, objectief Carl Zeiss 3.2/0.07) en donkerveld (rechts, Neofluar 10/0.30).

Bouwzand langs een weg gefotografeerd met schuin opvallend licht. Objectief: Carl Zeiss Neofluar 6.3/0.20.

Zand van Kijkduin gefotografeerd met een combinatie van donkerveld-belichting en schuin opvallend licht. Objectief: Carl Zeiss Neofluar 6.3/0.20.

Dit bouwzand lag achter mijn huis en verraste mij door de diversiteit in kleuren. Gefotografeerd in donkerveld-belichting met Olympus objectief 4/0.10. Camera: Nikon 1 J1.

Hetzelfde bouwzand als in de vorige foto, eveneens in donkerveld belichting, nu echter gefotografeerd met Zeiss-Winkel 2.5/0.06. Camera: Olympus PEN E-PL1.

Nog een keer het bouwzand, wederom gefotografeerd in donkerveld maar nu met Carl Zeiss 3.2/0.07middels directe projectie. Het beeld van het objectief werd zonder tussenkomst van een oculair of projectief op de sensor geprojecteerd.

Foto's van zand van verschillende locaties in Duitsland.

Tijdens een vakantie in Jena kwam ik deze hoop zand op straat tegen. Dat moest natuurlijk wel met een Carl Zeiss Jena Objectief gefotografeerd worden. Op de foto rechts werd het zand in donkerveld-belichting gefotografeerd met objectief CZJ 8/0.20 middels directe projectie, beeldbreedte is 1.75 mm.

Het straatzand uit Jena gefotografeerd in donkerveld met Olympus 4/0.10 en directie projectie.

Van familie kreeg ik wat rood zand dat was verzameld in NamibRand Nature Reserve, Namibië. Onder de microscoop zag het er kleurrijk uit.

Rood zand van het NamibRand Nature Reserve, Namibië. Gefotografeerd in helderveld (links) en donkerveld (rechts) met Olympus 4/0.10.

Voordat ik zand onder de microscoop leg word het gewassen met kraanwater. In een potje doe ik wat water bij het zand en dan schud ik het. Ik laat de zandkorrels even bezinken en dan giet ik het water af. Ik doe dit een aantal keer totdat het water helder blijft. Plantenresten en andere vervuiling komt meestal bovendrijven en wordt zo verwijderd. Met een pipetje zuig ik wat van het gewassen zand op en doe dit op een objectglas. Doordat het zand in water zit worden de zandkorrels transparanter.

Voor zand-fotografie gebruik ik objectieven 2.5x - 10x, afhankelijk van de korrel-grootte en het effect dat ik wil bereiken. Ik gebruik meestal normale achromaten en sommige daarvan zijn volledig uitgecorrigeerd, d.w.z. dat ze voor de fotografie zowel met als zonder oculair gebruikt kunnen worden. Enkele voorbeelden van uitgecorrigeerde objectieven zijn Zeiss-Winkel 2.5/0.06, Carl Zeiss 3.2/0.07, Olympus 4/0.10 en Olympus 10/0.25 (deze laatste twee met 37 mm parfocale lengte). Deze objectieven gebruik ik meestal met een Olympus P10x oculair dat dan dienst doet als projectief. Er is altijd enige na-focussering nodig. Ik fotografeer zand met de genoemde objectieven ook middels directe projectie: het beeld van het objectief wordt zonder tussenkomst van een oculair of projectief op de sensor geprojecteerd. Dit is niet met elke microscoop mogelijk omdat er bij sommige microscopen bij het ontbreken van optiek in de foto-tubus storende reflecties kunnen ontstaan. Voor directie projectie gebruik ik. o.a. een zwarte Leitz microscoop, de Laborlux II, waarmee dit prima gaat.

Wanneer ik zand in helderveld-belichting fotografeer dan gebruik ik daarvoor meestal geen condensor. Als lichtbron gebruik ik dan een Noviplast LED-lampje op batterijen. Dat geeft een diffuus licht waarmee de gehele apertuur van het objectief wordt verlicht. De lamp plaats ik op de condensor-houder en deze wordt zo hoog mogelijk gezet. Voor donkerveld-belichting gebruik ik een donkerveld-condensor of gewoon een zwart rondje dat ik op de de LED-lamp leg.

Belichting van zand met een Noviplast LED-lamp. Links: LED-lamp op condensor-houder geplaatst. Links: preparaat met zand in water.

Straatzand gefotografeerd met helderveld-belichting (links) en donkerveld-belichting (rechts). Beide belichtingen laten andere details zien. De kleuren en het 'glazige' karakter van de zandkorrels worden met name in donkerveld goed zichtbaar. Objectief: Carl Zeiss 3.2/0.07.

Ik heb een beetje met de belichting geëxperimenteerd en vond dat combinaties van verschillende belichtingen interessante resultaten gaven. De kleuren in zandkorrels worden bijvoorbeeld beter zichtbaar met donkerveldbelichting of met een opvallende belichting waarbij het zand onder een hoek wordt aangestraald. Voor de opvallende belichting gebruik ik meestal een Jansjö LED lamp (IKEA) waarbij ik op de lamp een matfilter of een stuk papier aanbreng om het licht wat diffuser te maken. Hierdoor worden storende lichtreflexies verminderd.

Het effect van verschillende belichtings-technieken wordt duidelijk in de volgende afbeeldingen. Ik heb hier het zand op een aantal manieren belicht en tevens heb ik combinaties van belichtingen uitgeprobeerd. Ook heb ik het effect van de kleurtemperatuur van de lichtbron bekeken. De Jansjö LED lamp geeft normaal een gelig licht dat met een blauwfilter gecorrigeerd kan worden zodat wit licht ontstaat. Met een hogere kleurtemperatuur bleken de zandkorrels echter minder uitgesproken kleuren te hebben.

Zand uit de Kennemerduinen gefotografeerd met objectief Leitz 4/0.12 en op verschillende manieren belicht. Bovenste 3 foto's, van links naar rechts:

1. donkerveld belichting,

2. helderveld belichting

3. schuine belichting.

Onderste 3 foto's, van links naar rechts:

4. Jansjö met blauwfilter, belichting van 1 kant

5. Jansjö met blauwfilter, belichting van 1 kant in combinatie met helderveld belichting

6. Jansjö zonder blauwfilter, belichting van 1 kant in combinatie met helderveld belichting

Opvallend is dat transparante zandkorrels met de combinatie van helderveld belichting en belichting van 1 kant zeer donker overkomen waardoor het lijkt alsof ze zwart zijn (beeld 5 en 6). Dit strookt natuurlijk niet met de realiteit. De werkelijke kleurverschillen worden beter weergegeven met puur opvallend licht (belichting van 1 kant), helderveld- en donkerveldbelichting.

Er zijn vele manieren om zand te belichten en het strekt aanbeveling hiermee te experimenteren. De achtergrond en het type licht hebben een grote impact op hoe de korrels er uit zien. Momenteel gebruik ik een diffuse LED-lamp met een groot oppervlak zoals hier beneden te zien is.

Links: zand gefotografeerd met opvallend licht van de zijkant en een witte achtergrond. De witte achtergrond heeft een koepelvormig oppervlak waardoor in het midden meer licht richting preparaat zal worden weerkaatst dan aan de rand. Rechts: belichting van de zijkant zonder de witte achtergrond. Hier wordt een donkerveld-effect verkregen. Het zand werd middels directe projectie gefotografeerd met de Leitz Laborlux-II en een merkloos Plan 4/0.10.

Zand uit Australië met verschillende belichtingen gefotografeerd. Links: helderveld belichting. Midden: opvallend licht met een witte achtergrond. Rechts: donkerveld-belichting met een droge Leitz donkerveld-condensor. Objectief: Olympus 10/0.25, directe projectie.

De laatste tijd fotografeer ik zand uitsluitend middels directe projectie. De objectieven die hiervoor gebruikt kunnen worden moeten uitgecorrigeerd zijn, d.w.z. dat ze geen correctie van een compenserend oculair nodig hebben. In aanmerking hiervoor komen vele oudere achromaten met vergrotingen van 2.5x-10x. Van Leitz en Olympus hebben alle achromaten 2.5x-10x met 37 mm parfocale lengte nauwelijks tot geen correctie nodig. Voor Zeiss-Winkel zijn dat de objectieven 2.5/0.06, 4/0.10 en 10/0.25. Van Carl Zeiss is er maar één objectief dat voor directie projectie gebruikt kan worden: het 3.2/0.07. Ook de kleiner vergrotende oudere Carl Zeiss Jena achromaten met korte bouwlengte kunnen zonder oculair gebruikt worden. Voor merkloze optiek geld over het algemeen dat alle achromaten ≤ 10/0.25 zonder correctie gebruikt kunnen worden. Zodra een objectief beter gecorrigeerd is als een normale achromaat is er correctie nodig. Dit geldt voor bijna alle planachromaten, (plan)fluorieten en (plan)apochromaten. Er zullen natuurlijk altijd enkele uitzonderingen zijn.

Zand uit Namibië (links) en oculair-micrometer (rechts) gefotografeerd middels directe projectie met Olympus 4/0.10. Aan de oculair-micrometer is te zien dat dit een uitgecorrigeerd objectief is, er is geen chromatische aberratie te zien maar enkel een klein beetje rand-onscherpte omdat dit geen plan-objectief is. De maatverdeling (afstand tussen 2 streepjes) is 100 μm.

Zand uit Namibië (links) en oculair-micrometer (rechts) gefotografeerd middels directe projectie met Olympus 10/0.25. Ook hier is geen chromatische aberratie naar de randen toe zichtbaar. De maatverdeling (afstand tussen 2 streepjes) is 100 μm.

Oculair-micrometer en bouwzand gefotografeerd met Carl Zeiss Jena 8/0.20 en directe projectie. De oculair-micrometer laat zien dat er nauwelijks chromatische aberratie optreedt.  De afstand tussen 2 streepjes is 100 μm.

Om de visuele kenmerken van zand zo goed mogelijk in beeld te brengen zijn verschillende manieren van belichting nodig. Welke belichtings-methode het meest geschikt is hangt af van het type zand. Transparante zandkorrels worden het best zichtbaar met doorvallend licht (helderveld) en donkerveld-belichting. Zandkorrels die minder transparant zijn kunnen het beste met opvallend licht in een zwarte achtergrond gefotografeerd worden. In transparant zand worden de kleuren zeer goed weergegeven met donkerveld-belichting.