偏光顯微鏡原理

1、單折射性與雙折射性

光(guang)(guang)線通(tong)(tong)過(guo)(guo)某一物質(zhi)(zhi)時(shi)，如(ru)光(guang)(guang)的(de)性質(zhi)(zhi)和(he)進(jin)路不因照(zhao)射方(fang)向而(er)改變(bian)，這(zhe)(zhe)種物質(zhi)(zhi)在(zai)光(guang)(guang)學上(shang)就(jiu)具有“各向同(tong)性”，又稱(cheng)(cheng)單折(zhe)射體(ti)(ti)，如(ru)普通(tong)(tong)氣(qi)體(ti)(ti)、液體(ti)(ti)以及(ji)非結(jie)晶性固體(ti)(ti)；若光(guang)(guang)線通(tong)(tong)過(guo)(guo)另一物質(zhi)(zhi)時(shi)，光(guang)(guang)的(de)速度、折(zhe)射率、吸收性和(he)偏振(zhen)、振(zhen)幅(fu)等因照(zhao)射方(fang)向而(er)有不同(tong)，這(zhe)(zhe)種物質(zhi)(zhi)在(zai)光(guang)(guang)學上(shang)則具有“各向異(yi)性”，又稱(cheng)(cheng)雙折(zhe)射體(ti)(ti)，如(ru)晶體(ti)(ti)、纖維等。

2、光的偏振現象

光(guang)波(bo)根據(ju)振(zhen)動(dong)的(de)特(te)點，可(ke)(ke)分(fen)為自(zi)然(ran)光(guang)與偏振(zhen)光(guang)。自(zi)然(ran)光(guang)的(de)振(zhen)動(dong)特(te)點是在(zai)垂直(zhi)光(guang)波(bo)傳導軸上(shang)具有許多振(zhen)動(dong)面(mian)，各平面(mian)上(shang)振(zhen)動(dong)的(de)振(zhen)幅(fu)分(fen)布相同(tong)；自(zi)然(ran)光(guang)經(jing)過(guo)反(fan)射、折(zhe)射、雙折(zhe)射及吸收等作用，可(ke)(ke)得到只在(zai)一個方向上(shang)振(zhen)動(dong)的(de)光(guang)波(bo)，這種光(guang)波(bo)則稱為“偏光(guang)”或“偏振(zhen)光(guang)”。

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3、偏光的產生及其作用

偏(pian)(pian)光顯(xian)(xian)微鏡(jing)(jing)最重要的(de)部(bu)件是偏(pian)(pian)光裝置——起偏(pian)(pian)器和檢偏(pian)(pian)器。過去兩者均(jun)為(wei)尼科爾(Nicola)棱鏡(jing)(jing)組成(cheng)，它(ta)是由(you)天然的(de)方解石(shi)制作而成(cheng)，但(dan)由(you)于(yu)受到晶體(ti)體(ti)積(ji)較大的(de)限制，難以取得較大面積(ji)的(de)偏(pian)(pian)振(zhen)，偏(pian)(pian)光顯(xian)(xian)微鏡(jing)(jing)則采用人(ren)造(zao)偏(pian)(pian)振(zhen)鏡(jing)(jing)來代(dai)替尼科爾梭鏡(jing)(jing)。 人(ren)造(zao)偏(pian)(pian)振(zhen)鏡(jing)(jing)是以硫(liu)酸喹啉又(you)名Herapathite的(de)晶體(ti)制作而成(cheng)，呈綠橄欖色。當普通光通過它(ta)后，就能獲得只在一(yi)直線(xian)上(shang)振(zhen)動(dong)的(de)直線(xian)偏(pian)(pian)振(zhen)光。

偏(pian)(pian)光(guang)顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)有(you)兩(liang)個(ge)偏(pian)(pian)振(zhen)鏡(jing)，一個(ge)裝置(zhi)在光(guang)源與(yu)(yu)被檢(jian)物體之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)叫(jiao)(jiao)“起偏(pian)(pian)鏡(jing)”；另一個(ge)裝置(zhi)在物鏡(jing)與(yu)(yu)目鏡(jing)之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)叫(jiao)(jiao)“檢(jian)偏(pian)(pian)鏡(jing)”，有(you)手柄伸手鏡(jing)筒或中間附件外方(fang)以便操作(zuo)，其上有(you)旋轉角的(de)(de)(de)(de)(de)(de)刻(ke)度。 從(cong)光(guang)源射出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)線通(tong)過兩(liang)個(ge)偏(pian)(pian)振(zhen)鏡(jing)時，如(ru)(ru)(ru)果起偏(pian)(pian)鏡(jing)與(yu)(yu)檢(jian)偏(pian)(pian)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)方(fang)向(xiang)互(hu)相平行(xing)(xing)，即處于(yu)“平行(xing)(xing)檢(jian)偏(pian)(pian)位”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)，則(ze)(ze)視(shi)場(chang)(chang)最(zui)為(wei)明亮(liang)。反之，若(ruo)兩(liang)者互(hu)相垂直(zhi)，即處于(yu)“正(zheng)(zheng)交校偏(pian)(pian)位”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)，則(ze)(ze)視(shi)場(chang)(chang)完全黑暗，如(ru)(ru)(ru)果兩(liang)者傾斜，則(ze)(ze)視(shi)場(chang)(chang)表明出中等程度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)亮(liang)度。由此可知，起偏(pian)(pian)鏡(jing)所(suo)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)線偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)，如(ru)(ru)(ru)其振(zhen)動(dong)方(fang)向(xiang)與(yu)(yu)檢(jian)偏(pian)(pian)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)方(fang)向(xiang)平行(xing)(xing)，則(ze)(ze)能(neng)完全通(tong)過；如(ru)(ru)(ru)果偏(pian)(pian)斜，則(ze)(ze)只以通(tong)過一部分；如(ru)(ru)(ru)若(ruo)垂直(zhi)，則(ze)(ze)完全不能(neng)通(tong)過。因此，在采用偏(pian)(pian)光(guang)顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)檢(jian)時，原(yuan)則(ze)(ze)上要使起偏(pian)(pian)鏡(jing)與(yu)(yu)檢(jian)偏(pian)(pian)鏡(jing)處于(yu)正(zheng)(zheng)交檢(jian)偏(pian)(pian)位的(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態下(xia)進行(xing)(xing)。

4、正交檢偏位下的雙折射體

在(zai)正交的(de)(de)(de)情(qing)況下，視(shi)場(chang)是黑(hei)暗(an)的(de)(de)(de)，如果被(bei)檢物(wu)體在(zai)光(guang)(guang)學上(shang)表現為(wei)各向(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)性(xing)（單折(zhe)射(she)(she)體），無論(lun)怎樣旋轉(zhuan)載物(wu)臺，視(shi)場(chang)仍(reng)為(wei)黑(hei)暗(an)，這(zhe)是因為(wei)起偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)所形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)線偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)不發生變化，仍(reng)然與(yu)檢偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)互相垂(chui)直的(de)(de)(de)緣故。若被(bei)檢物(wu)體具有雙(shuang)折(zhe)射(she)(she)特(te)性(xing)或含有具雙(shuang)折(zhe)射(she)(she)特(te)性(xing)的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)，則具雙(shuang)折(zhe)射(she)(she)特(te)性(xing)的(de)(de)(de)地方(fang)(fang)視(shi)場(chang)變亮(liang)，這(zhe)是因為(wei)從起偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)射(she)(she)出的(de)(de)(de)直線偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)進入雙(shuang)折(zhe)射(she)(she)體后，產生振(zhen)(zhen)(zhen)動方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)不同(tong)的(de)(de)(de)兩(liang)種(zhong)(zhong)直線偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)，當這(zhe)兩(liang)種(zhong)(zhong)光(guang)(guang)通過(guo)檢偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)時(shi)，由于另一束(shu)光(guang)(guang)并不與(yu)檢偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)正交，可透(tou)過(guo)檢偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)，就能使(shi)人眼看到明亮(liang)的(de)(de)(de)象(xiang)。光(guang)(guang)線通過(guo)雙(shuang)折(zhe)射(she)(she)體時(shi)，所形(xing)成(cheng)兩(liang)種(zhong)(zhong)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)，依(yi)物(wu)體的(de)(de)(de)種(zhong)(zhong)類而有不同(tong)。

雙折射(she)體(ti)(ti)在正交情況(kuang)下，旋(xuan)轉載物臺時(shi)，雙折射(she)體(ti)(ti)的(de)象(xiang)在360°的(de)旋(xuan)轉中有四次明(ming)暗(an)變(bian)(bian)化，每隔90°變(bian)(bian)暗(an)一(yi)次。變(bian)(bian)暗(an)的(de)位置(zhi)(zhi)是雙折射(she)體(ti)(ti)的(de)兩個振動方向(xiang)與(yu)兩個偏(pian)(pian)振鏡的(de)振動方向(xiang)相一(yi)致的(de)位置(zhi)(zhi)，稱為(wei)“消光位置(zhi)(zhi)”從消光位置(zhi)(zhi)旋(xuan)轉45°，被(bei)檢物體(ti)(ti)變(bian)(bian)為(wei)最亮(liang)，這(zhe)就是“對角位置(zhi)(zhi)”，這(zhe)是因為(wei)偏(pian)(pian)離(li)45°時(shi)，偏(pian)(pian)振光到(dao)達該物體(ti)(ti)時(shi)，分解出部分光線可以通過檢偏(pian)(pian)鏡，故(gu)而明(ming)亮(liang)。根據上述(shu)基本原理(li)，利(li)用偏(pian)(pian)光顯微(wei)術就可能判斷各向(xiang)同性（單折射(she)體(ti)(ti)）和各向(xiang)異性（雙折射(she)體(ti)(ti)）物質。

5、干涉色

在(zai)正交(jiao)檢(jian)偏(pian)位情(qing)況下，用各(ge)種不同(tong)(tong)波(bo)長的(de)(de)(de)混合光(guang)(guang)線(xian)為光(guang)(guang)源觀察(cha)雙折射體(ti)，在(zai)旋(xuan)轉載物臺時(shi)，視場中(zhong)不僅出現最亮(liang)的(de)(de)(de)對角位置，而且(qie)還(huan)會看到顏色(se)(se)。出現顏色(se)(se)的(de)(de)(de)原因，主要是由干涉(she)(she)色(se)(se)而造成（當然也可(ke)能(neng)被檢(jian)物體(ti)本身(shen)并非無色(se)(se)透明）。干涉(she)(she)色(se)(se)的(de)(de)(de)分布特點決定(ding)于(yu)雙折射體(ti)的(de)(de)(de)種類和它的(de)(de)(de)厚度，是由于(yu)相應推遲對不同(tong)(tong)顏色(se)(se)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)波(bo)長的(de)(de)(de)依賴關系，如果(guo)被檢(jian)物體(ti)的(de)(de)(de)某個區域(yu)的(de)(de)(de)推遲和另一區域(yu)的(de)(de)(de)推遲不同(tong)(tong)，則透過(guo)檢(jian)偏(pian)鏡光(guang)(guang)的(de)(de)(de)顏色(se)(se)也就不同(tong)(tong)。

偏光顯微鏡使用注意事項

1、試驗室(shi)應具備三防條(tiao)件：防震（遠離(li)震源(yuan)）、防潮（使用空調、干燥器）、防塵（地(di)面鋪上地(di)板）。電源(yuan)：220V+-10%，50HZ溫度：0度-40度.

2、調焦(jiao)時注意(yi)不(bu)要使物鏡碰到(dao)試樣(yang)，以(yi)免劃傷物鏡。

3、當載物(wu)(wu)臺墊片圓孔中心(xin)的位置靠近物(wu)(wu)鏡(jing)中心(xin)位置時不要切換(huan)物(wu)(wu)鏡(jing)，以免劃傷物(wu)(wu)鏡(jing)。

4、亮度調整切忌忽大忽小，也不要過亮，影(ying)響燈(deng)泡的使用(yong)壽命(ming)，同時也有損(sun)視力(li)。

5、所有功(gong)能切換，動作要輕(qing)，要到(dao)位。

6、關機時要將亮(liang)度調到最小。

7、非專業人員不要調整照明(ming)系(xi)統（燈絲位置燈），以免影(ying)響成(cheng)像(xiang)質量(liang)。

8、更換鹵素燈時要注意(yi)高(gao)溫，以免(mian)灼傷；注意(yi)不(bu)要用手直接接觸鹵素燈的(de)玻璃體。

9、關機不使用時(shi)，將(jiang)物鏡通過調(diao)焦機構(gou)調(diao)整到最低狀態(tai)。

10、關機不(bu)使用時(shi)，不(bu)要立即該蓋(gai)(gai)防(fang)(fang)塵罩，待冷(leng)卻(que)后(hou)再蓋(gai)(gai)，注意防(fang)(fang)火。

11、不經(jing)常使用的(de)光學部件放置于干燥皿(min)內。

12、非(fei)專業人員不(bu)要嘗試(shi)擦(ca)偏光顯(xian)微鏡物鏡及其(qi)它光學部件。目鏡可以用(yong)脫脂棉簽蘸1:1比例（無水酒(jiu)精：乙醚(mi)）混合液體甩干后擦(ca)拭，不(bu)要用(yong)其(qi)他液體，以免損傷目鏡。

偏光顯微鏡和普通顯微鏡的區別

偏光顯(xian)(xian)(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)與普通顯(xian)(xian)(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)區(qu)別在偏光顯(xian)(xian)(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)上裝有兩個(ge)光元件，即起偏振鏡(jing)(jing)(jing)和檢偏振鏡(jing)(jing)(jing)，因(yin)此偏光顯(xian)(xian)(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)構造比(bi)生物顯(xian)(xian)(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)要(yao)(yao)復雜一些(xie)。偏光顯(xian)(xian)(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)就是借(jie)著(zhu)這(zhe)兩只偏振鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)作用而(er)實(shi)現(xian)對(dui)晶(jing)體光學特性的(de)(de)(de)分析和檢驗的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。

偏光(guang)顯微鏡(jing)(jing)(jing)在(zai)檢驗(yan)晶體(ti)(ti)時(shi)，是把晶體(ti)(ti)放(fang)在(zai)起偏振(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)和(he)檢偏振(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)之間的(de)載物(wu)臺上，其起偏振(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)置(zhi)于聚光(guang)鏡(jing)(jing)(jing)下面(mian)，而檢偏振(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)置(zhi)于物(wu)鏡(jing)(jing)(jing)上面(mian)，在(zai)鏡(jing)(jing)(jing)檢前，兩偏振(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)振(zhen)動面(mian)應互為垂直（正交），則視(shi)場是黑(hei)暗的(de)利用(yong)光(guang)的(de)偏振(zhen)這種特殊性質，應用(yong)于顯微成(cheng)象技術中，促進(jin)了晶體(ti)(ti)光(guang)學(xue)迅速地發(fa)展。利用(yong)晶體(ti)(ti)光(guang)學(xue)的(de)原理(li)和(he)方法來研(yan)究(jiu)礦物(wu)、巖石、熔渣、耐(nai)火材料等既方便又(you)精(jing)確，因(yin)此廣(guang)泛應用(yong)于地質研(yan)究(jiu)和(he)金相(xiang)研(yan)究(jiu)中。利用(yong)偏光(guang)顯微鏡(jing)(jing)(jing)觀察基(ji)本上有兩種方法：

1、用小(xiao)孔(kong)徑照明光束來照明物(wu)體，此時可以認為所(suo)有的光束都是與物(wu)體平面垂直，可用目鏡直接觀察物(wu)體所(suo)成的象。

2、用(yong)大(da)孔徑會聚光束來照明物(wu)體(ti)，此時(shi)在(zai)物(wu)鏡(jing)的(de)出(chu)瞳(tong)將產生表示被觀(guan)察(cha)物(wu)體(ti)性質的(de)干涉(she)現(xian)象，利用(yong)一種叫做“貝爾(er)特蘭透鏡(jing)”的(de)補助(zhu)鏡(jing)和目鏡(jing)觀(guan)察(cha)在(zai)物(wu)鏡(jing)出(chu)瞳(tong)處(chu)形成(cheng)的(de)干涉(she)圖象。