偏光顯微鏡的工作原理
偏光顯微鏡的工作原理
一、單折射性與雙折射性：光線通過(guò)某一物質(zhì)�(shí)，如光的性質(zhì)和�(jìn)路不因照射方向而改變，這種物質(zhì)在光�(xué)上就具有“各向同性�，又稱單折射�，如普通氣�、液體以及非�(jié)晶性固�;若光線通過(guò)另一物質(zhì)�(shí)，光的速度、折射率、吸收性和偏振、振幅等因照射方向而有不同，這種物質(zhì)在光�(xué)上則具有“各向異性�，又稱雙折射�，如晶體、纖維等�
(圖源�(wǎng)�(luò)，侵�)
�、光的偏振現(xiàn)象：光波根據(jù)振動(dòng)的特�(diǎn)，可分為自然光與偏振�。自然光的振�(dòng)特點(diǎn)是在垂直光波傳導(dǎo)軸上具有許多振動(dòng)�，各平面上振�(dòng)的振幅分布相�;自然光經(jīng)�(guò)反射、折�、雙折射及吸收等作用，可得到只在一�(gè)方向上振�(dòng)的光�，這種光波則稱為“偏光”或“偏振光��
�、偏光的�(chǎn)生及其作用：偏光顯微鏡最重要的部件是偏光裝置——起偏器和檢偏器。過(guò)去兩者均為尼科爾(Nicola)棱鏡組成，它是由天然的方解石制作而成，但由于受到晶體體積較大的限�，難以取得較大面積的偏振，近�(lái)偏光顯微鏡則采用人造偏振鏡�(lái)代替尼科爾梭�� 人造偏振鏡是以硫酸喹啉又名Herapathite的晶體制作而成，呈綠橄欖色。當(dāng)普通光通過(guò)它后，就能獲得只在一直線上振�(dòng)的直線偏振光� 偏光顯微鏡有兩�(gè)偏振�，一�(gè)裝置在光源與被檢物體之間的叫“起偏鏡”另一�(gè)裝置在物鏡與目鏡之間的叫“檢偏鏡”，有手柄伸手鏡筒或中間附件外方以便操作，其上有旋轉(zhuǎn)角的刻度� 從光源射出的光線通過(guò)兩�(gè)偏振鏡時(shí)，如果起偏鏡與檢偏鏡的振�(dòng)方向互相平行，即處于“平行檢偏立”的情況�，則視場(chǎng)最為明�。反�，若兩者互相垂�，即處于“正交校偏位”的情況�，則視場(chǎng)完全黑暗，如果兩者傾�，則視場(chǎng)表明出中等程度的亮度。由此可�，起偏鏡所形成的直線偏振光，如其振�(dòng)方向與檢偏鏡的振�(dòng)方向平行，則能完全通過(guò);如果偏斜，則只以通過(guò)一部分;如若垂直，則完全不能通過(guò)。因�，在采用偏光顯微鏡檢�(shí)，原則上要使起偏鏡與檢偏鏡處于正交檢偏位的狀�(tài)下�(jìn)��
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�、正交檢偏位下的雙折射體：在正交的情況下，視�(chǎng)是黑暗的，如果被檢物體在光學(xué)上表�(xiàn)為各向同�(單折射體)，無(wú)論怎樣旋轉(zhuǎn)載物�(tái)，視�(chǎng)仍為黑暗，這是�?yàn)槠鹌R所形成的線偏振光的振動(dòng)方向不發(fā)生變�，仍然與檢偏鏡的振動(dòng)方向互相垂直的緣故。若被檢物體具有雙折射特性或 含有具雙折射特性的物質(zhì)，則具雙折射特性的地方視場(chǎng)變亮，這是�?yàn)閺钠鹌R射出的直線偏振光�(jìn)入雙折射體后，產(chǎn)生振�(dòng)方向不同的兩種直線偏振光，當(dāng)這兩種光通過(guò)檢偏鏡時(shí)，由于另一束光并不與檢偏鏡偏振方向正交，可透過(guò)檢偏�，就能使人眼看到明亮的象。光線通過(guò)雙折射體�(shí)，所形成兩種偏振光的振動(dòng)方向，依物體的種類而有不同�
雙折射體在正交情況下，旋�(zhuǎn)載物�(tái)�(shí)，雙折射體的象在360°的旋�(zhuǎn)中有四次明暗變化，每�90°變暗一�。變暗的位置是雙折射體的兩�(gè)振動(dòng)方向與兩�(gè)偏振鏡的振動(dòng)方向相一致的位置，稱為“消光位置”從消光位置旋轉(zhuǎn)45°，被檢物體變?yōu)樽盍?，這就是“對(duì)角位置�，這是�?yàn)槠x45°�(shí)，偏振光到達(dá)該物體時(shí)，分解出部分光線可以通過(guò)檢偏�，故而明�。根�(jù)上述基本原理，利用偏光顯微術(shù)就可能判斷各向同�(單折射體)和各向異�(雙折射體)物質(zhì)�
�、干涉色：在正交檢偏位情況下，用各種不同波長(zhǎng)的混合光線為光源觀察雙折射�，在旋轉(zhuǎn)載物�(tái)�(shí)，視�(chǎng)中不僅出�(xiàn)最亮的�(duì)角位�，而且還會(huì)看到顏色。出�(xiàn)顏色的原�，主要是由干涉色而造成(�(dāng)然也可能被檢物體本身并非�(wú)色透明)。干涉色的分布特�(diǎn)決定于雙折射體的種類和它的厚度，是由于相�(yīng)推遲�(duì)不同顏色光的波長(zhǎng)的依賴關(guān)�，如果被檢物體的某�(gè)區(qū)域的推遲和另一區(qū)域的推遲不同，則透過(guò)檢偏鏡光的顏色也就不��