偏光顯微鏡原理

1、單折射性與雙折射性

光(guang)線通過(guo)某一物(wu)質(zhi)時，如光(guang)的性(xing)質(zhi)和進(jin)路不(bu)因照(zhao)射(she)(she)方向(xiang)而改(gai)變，這種物(wu)質(zhi)在(zai)光(guang)學上就具有(you)(you)“各向(xiang)同性(xing)”，又(you)稱(cheng)單(dan)折射(she)(she)體(ti)，如普通氣體(ti)、液體(ti)以(yi)及非(fei)結晶(jing)性(xing)固(gu)體(ti)；若光(guang)線通過(guo)另一物(wu)質(zhi)時，光(guang)的速(su)度(du)、折射(she)(she)率、吸(xi)收(shou)性(xing)和偏振、振幅等因照(zhao)射(she)(she)方向(xiang)而有(you)(you)不(bu)同，這種物(wu)質(zhi)在(zai)光(guang)學上則(ze)具有(you)(you)“各向(xiang)異(yi)性(xing)”，又(you)稱(cheng)雙折射(she)(she)體(ti)，如晶(jing)體(ti)、纖維等。

2、光的偏振現象

光(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)根據振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)的(de)特點，可(ke)分為(wei)自然(ran)光(guang)(guang)(guang)(guang)與偏振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)(guang)(guang)。自然(ran)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)特點是在垂直光(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)傳導軸(zhou)上具(ju)有許多振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)面(mian)，各(ge)平面(mian)上振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)的(de)振(zhen)(zhen)(zhen)幅分布(bu)相同；自然(ran)光(guang)(guang)(guang)(guang)經過(guo)反射、折射、雙折射及(ji)吸(xi)收(shou)等(deng)作用，可(ke)得到(dao)只在一(yi)個方向上振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)，這種(zhong)光(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)則稱為(wei)“偏光(guang)(guang)(guang)(guang)”或“偏振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)(guang)(guang)”。

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3、偏光的產生及其作用

偏(pian)(pian)光顯微鏡(jing)最重(zhong)要的(de)(de)(de)部(bu)件是偏(pian)(pian)光裝置——起偏(pian)(pian)器(qi)和(he)檢偏(pian)(pian)器(qi)。過(guo)去兩者均為尼科爾(Nicola)棱(leng)鏡(jing)組成，它(ta)是由(you)天然的(de)(de)(de)方解石制(zhi)作(zuo)而成，但由(you)于受到晶(jing)體體積較大的(de)(de)(de)限制(zhi)，難以取得(de)較大面積的(de)(de)(de)偏(pian)(pian)振(zhen)，偏(pian)(pian)光顯微鏡(jing)則采用(yong)人造偏(pian)(pian)振(zhen)鏡(jing)來(lai)代替尼科爾梭鏡(jing)。 人造偏(pian)(pian)振(zhen)鏡(jing)是以硫(liu)酸喹啉又名Herapathite的(de)(de)(de)晶(jing)體制(zhi)作(zuo)而成，呈綠橄欖色。當普(pu)通(tong)(tong)光通(tong)(tong)過(guo)它(ta)后，就(jiu)能(neng)獲得(de)只(zhi)在一直(zhi)線(xian)上振(zhen)動(dong)的(de)(de)(de)直(zhi)線(xian)偏(pian)(pian)振(zhen)光。

偏(pian)(pian)(pian)光(guang)顯微鏡(jing)(jing)有(you)(you)兩個(ge)偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)鏡(jing)(jing)，一(yi)個(ge)裝(zhuang)置(zhi)在光(guang)源(yuan)與(yu)(yu)被檢(jian)物(wu)體之間的(de)(de)(de)(de)叫“起偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)”；另一(yi)個(ge)裝(zhuang)置(zhi)在物(wu)鏡(jing)(jing)與(yu)(yu)目鏡(jing)(jing)之間的(de)(de)(de)(de)叫“檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)”，有(you)(you)手柄伸手鏡(jing)(jing)筒或中(zhong)間附件外方(fang)(fang)以便操(cao)作，其上有(you)(you)旋轉角的(de)(de)(de)(de)刻度。 從光(guang)源(yuan)射(she)出(chu)的(de)(de)(de)(de)光(guang)線通過兩個(ge)偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)鏡(jing)(jing)時，如果(guo)起偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)與(yu)(yu)檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)動方(fang)(fang)向(xiang)互相(xiang)平(ping)行，即(ji)處(chu)于“平(ping)行檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)位”的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)，則視(shi)場最為明亮。反之，若兩者(zhe)互相(xiang)垂(chui)直，即(ji)處(chu)于“正(zheng)交(jiao)校偏(pian)(pian)(pian)位”的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)，則視(shi)場完(wan)(wan)全(quan)(quan)(quan)黑暗，如果(guo)兩者(zhe)傾斜(xie)，則視(shi)場表(biao)明出(chu)中(zhong)等程度的(de)(de)(de)(de)亮度。由此可知，起偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)所(suo)形成的(de)(de)(de)(de)直線偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)光(guang)，如其振(zhen)動方(fang)(fang)向(xiang)與(yu)(yu)檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)動方(fang)(fang)向(xiang)平(ping)行，則能完(wan)(wan)全(quan)(quan)(quan)通過；如果(guo)偏(pian)(pian)(pian)斜(xie)，則只以通過一(yi)部分(fen)；如若垂(chui)直，則完(wan)(wan)全(quan)(quan)(quan)不(bu)能通過。因(yin)此，在采用(yong)偏(pian)(pian)(pian)光(guang)顯微鏡(jing)(jing)檢(jian)時，原則上要使起偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)與(yu)(yu)檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)處(chu)于正(zheng)交(jiao)檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)位的(de)(de)(de)(de)狀態下(xia)進行。

4、正交檢偏位下的雙折射體

在正(zheng)交(jiao)的(de)(de)情況下，視(shi)(shi)場是黑暗的(de)(de)，如果被檢(jian)(jian)物(wu)體(ti)在光(guang)學上表現為(wei)各向(xiang)(xiang)同(tong)性(xing)(xing)(xing)（單折射(she)體(ti)），無論(lun)怎樣旋轉(zhuan)載(zai)物(wu)臺，視(shi)(shi)場仍為(wei)黑暗，這(zhe)是因為(wei)起(qi)偏(pian)鏡(jing)所(suo)形成(cheng)的(de)(de)線(xian)偏(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)的(de)(de)振(zhen)(zhen)動方(fang)向(xiang)(xiang)不發生變化，仍然與檢(jian)(jian)偏(pian)鏡(jing)的(de)(de)振(zhen)(zhen)動方(fang)向(xiang)(xiang)互相垂直(zhi)的(de)(de)緣故。若被檢(jian)(jian)物(wu)體(ti)具有(you)雙(shuang)折射(she)特性(xing)(xing)(xing)或(huo)含有(you)具雙(shuang)折射(she)特性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)物(wu)質，則具雙(shuang)折射(she)特性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)地方(fang)視(shi)(shi)場變亮(liang)，這(zhe)是因為(wei)從起(qi)偏(pian)鏡(jing)射(she)出的(de)(de)直(zhi)線(xian)偏(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)進入(ru)雙(shuang)折射(she)體(ti)后，產生振(zhen)(zhen)動方(fang)向(xiang)(xiang)不同(tong)的(de)(de)兩種直(zhi)線(xian)偏(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)，當(dang)這(zhe)兩種光(guang)通(tong)過(guo)檢(jian)(jian)偏(pian)鏡(jing)時，由于另一束光(guang)并不與檢(jian)(jian)偏(pian)鏡(jing)偏(pian)振(zhen)(zhen)方(fang)向(xiang)(xiang)正(zheng)交(jiao)，可透過(guo)檢(jian)(jian)偏(pian)鏡(jing)，就能(neng)使(shi)人(ren)眼(yan)看到明亮(liang)的(de)(de)象。光(guang)線(xian)通(tong)過(guo)雙(shuang)折射(she)體(ti)時，所(suo)形成(cheng)兩種偏(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)的(de)(de)振(zhen)(zhen)動方(fang)向(xiang)(xiang)，依物(wu)體(ti)的(de)(de)種類而有(you)不同(tong)。

雙折射(she)(she)體(ti)(ti)在正交情況(kuang)下，旋轉(zhuan)載(zai)物臺(tai)時，雙折射(she)(she)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)象在360°的(de)(de)(de)旋轉(zhuan)中有四(si)次明暗(an)變化，每隔90°變暗(an)一次。變暗(an)的(de)(de)(de)位置(zhi)是雙折射(she)(she)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)兩個振(zhen)(zhen)動(dong)方(fang)向(xiang)與兩個偏振(zhen)(zhen)鏡(jing)的(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)方(fang)向(xiang)相一致的(de)(de)(de)位置(zhi)，稱為(wei)“消(xiao)光(guang)(guang)位置(zhi)”從(cong)消(xiao)光(guang)(guang)位置(zhi)旋轉(zhuan)45°，被檢物體(ti)(ti)變為(wei)最亮，這(zhe)就(jiu)是“對角位置(zhi)”，這(zhe)是因為(wei)偏離(li)45°時，偏振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)到達(da)該(gai)物體(ti)(ti)時，分解出(chu)部分光(guang)(guang)線可(ke)以(yi)通過(guo)檢偏鏡(jing)，故而(er)明亮。根據上(shang)述基(ji)本原理，利(li)用偏光(guang)(guang)顯(xian)微術就(jiu)可(ke)能判斷(duan)各(ge)向(xiang)同(tong)性(xing)（單折射(she)(she)體(ti)(ti)）和(he)各(ge)向(xiang)異性(xing)（雙折射(she)(she)體(ti)(ti)）物質。

5、干涉色

在正交檢(jian)偏位(wei)情(qing)況下，用(yong)各種(zhong)不同(tong)波長的(de)混合光線為光源觀察雙(shuang)折(zhe)射體，在旋轉載(zai)物臺時，視場中不僅出(chu)(chu)現(xian)最亮的(de)對角位(wei)置，而且還會看到顏色(se)。出(chu)(chu)現(xian)顏色(se)的(de)原(yuan)因，主要是(shi)由干(gan)涉色(se)而造成（當然也(ye)可能被檢(jian)物體本身(shen)并(bing)非(fei)無色(se)透明）。干(gan)涉色(se)的(de)分布特點決定于雙(shuang)折(zhe)射體的(de)種(zhong)類(lei)和(he)(he)它的(de)厚度，是(shi)由于相應推遲(chi)對不同(tong)顏色(se)光的(de)波長的(de)依賴關系(xi)，如果被檢(jian)物體的(de)某個區(qu)域的(de)推遲(chi)和(he)(he)另一區(qu)域的(de)推遲(chi)不同(tong)，則透過檢(jian)偏鏡光的(de)顏色(se)也(ye)就不同(tong)。

偏光顯微鏡使用注意事項

1、試驗室(shi)應具備三防條件：防震（遠離震源）、防潮（使用空(kong)調(diao)、干燥(zao)器）、防塵（地面鋪上(shang)地板）。電源：220V+-10%，50HZ溫度：0度-40度.

2、調焦時注意不要使物鏡(jing)碰到試樣，以免劃傷(shang)物鏡(jing)。

3、當(dang)載物臺墊(dian)片圓孔(kong)中(zhong)心的位置靠近物鏡(jing)中(zhong)心位置時不要切換物鏡(jing)，以免(mian)劃(hua)傷(shang)物鏡(jing)。

4、亮(liang)度調整切忌(ji)忽(hu)(hu)大忽(hu)(hu)小，也不(bu)要過亮(liang)，影響燈(deng)泡的使用壽命(ming)，同(tong)時也有損視力。

5、所有功能切換，動作要(yao)輕，要(yao)到位。

6、關機時要將亮(liang)度調(diao)到最小。

7、非(fei)專業人員不要調整照(zhao)明(ming)系統（燈(deng)絲位置燈(deng)），以免(mian)影響(xiang)成像質量。

8、更(geng)換鹵(lu)素(su)燈時要注意高溫，以(yi)免(mian)灼傷；注意不要用手直接(jie)接(jie)觸(chu)鹵(lu)素(su)燈的玻璃體。

9、關機不(bu)使用時，將物鏡通(tong)過調焦機構調整到最低狀態。

10、關機不(bu)使用(yong)時，不(bu)要立即該蓋防(fang)塵(chen)罩，待冷卻后再蓋，注意防(fang)火。

11、不經常使(shi)用的光學部件放置于干燥皿內。

12、非專業人員不要(yao)嘗試擦(ca)偏(pian)光顯(xian)微鏡(jing)物鏡(jing)及(ji)其它光學部(bu)件(jian)。目鏡(jing)可以用脫脂(zhi)棉簽蘸(zhan)1:1比例（無水酒(jiu)精：乙醚）混合液體(ti)甩(shuai)干后擦(ca)拭，不要(yao)用其他(ta)液體(ti)，以免損傷目鏡(jing)。

偏光顯微鏡和普通顯微鏡的區別

偏(pian)(pian)光顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)與普(pu)通顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)的主(zhu)要(yao)區別在偏(pian)(pian)光顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)上裝有兩個光元件，即起偏(pian)(pian)振鏡(jing)(jing)和(he)檢(jian)偏(pian)(pian)振鏡(jing)(jing)，因此(ci)偏(pian)(pian)光顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)的構造(zao)比生(sheng)物(wu)顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)要(yao)復(fu)雜一些。偏(pian)(pian)光顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)就是(shi)借(jie)著這(zhe)兩只偏(pian)(pian)振鏡(jing)(jing)的作用而實現對晶體光學特性的分析和(he)檢(jian)驗的目的。

偏(pian)光(guang)顯(xian)微鏡(jing)(jing)(jing)(jing)在(zai)檢(jian)(jian)(jian)驗晶體時，是把(ba)晶體放在(zai)起偏(pian)振(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)和(he)檢(jian)(jian)(jian)偏(pian)振(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)之間的(de)載物臺上，其起偏(pian)振(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)置(zhi)(zhi)于(yu)(yu)聚光(guang)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)下(xia)面，而檢(jian)(jian)(jian)偏(pian)振(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)置(zhi)(zhi)于(yu)(yu)物鏡(jing)(jing)(jing)(jing)上面，在(zai)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)檢(jian)(jian)(jian)前，兩偏(pian)振(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)振(zhen)(zhen)動面應(ying)互為垂直(zhi)（正交），則視(shi)場是黑暗的(de)利(li)用(yong)(yong)光(guang)的(de)偏(pian)振(zhen)(zhen)這種特(te)殊(shu)性質，應(ying)用(yong)(yong)于(yu)(yu)顯(xian)微成象技術中(zhong)，促進了晶體光(guang)學(xue)迅(xun)速地(di)發(fa)展(zhan)。利(li)用(yong)(yong)晶體光(guang)學(xue)的(de)原理和(he)方法來研(yan)究礦(kuang)物、巖石、熔(rong)渣(zha)、耐火材料等(deng)既方便又精確，因此廣(guang)泛應(ying)用(yong)(yong)于(yu)(yu)地(di)質研(yan)究和(he)金相研(yan)究中(zhong)。利(li)用(yong)(yong)偏(pian)光(guang)顯(xian)微鏡(jing)(jing)(jing)(jing)觀(guan)察基(ji)本上有兩種方法：

1、用小孔徑照明(ming)光束(shu)來照明(ming)物體(ti)，此時(shi)可(ke)以認為(wei)所有的光束(shu)都是與(yu)物體(ti)平面垂直(zhi)，可(ke)用目鏡直(zhi)接觀察物體(ti)所成(cheng)的象。

2、用大孔徑會聚光束來(lai)照明物體，此(ci)時(shi)在物鏡(jing)的(de)(de)出(chu)瞳將產生表示被觀(guan)察物體性質的(de)(de)干涉現象，利用一種叫做“貝爾(er)特蘭透鏡(jing)”的(de)(de)補助鏡(jing)和目鏡(jing)觀(guan)察在物鏡(jing)出(chu)瞳處形成的(de)(de)干涉圖象。