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)(zhi)時(shi)(shi)，如(ru)光(guang)的性(xing)質(zhi)(zhi)和進路不因照(zhao)射方向而改變，這種(zhong)物(wu)質(zhi)(zhi)在光(guang)學上(shang)就具(ju)有“各向同(tong)性(xing)”，又(you)(you)稱單折(zhe)射體(ti)，如(ru)普通氣體(ti)、液體(ti)以及非結晶性(xing)固體(ti)；若光(guang)線通過(guo)另(ling)一物(wu)質(zhi)(zhi)時(shi)(shi)，光(guang)的速度、折(zhe)射率、吸(xi)收性(xing)和偏振(zhen)、振(zhen)幅等(deng)因照(zhao)射方向而有不同(tong)，這種(zhong)物(wu)質(zhi)(zhi)在光(guang)學上(shang)則具(ju)有“各向異性(xing)”，又(you)(you)稱雙(shuang)折(zhe)射體(ti)，如(ru)晶體(ti)、纖維等(deng)。

2、光的偏振現象

光波根據振(zhen)動(dong)(dong)的(de)特點，可分(fen)為自(zi)然光與偏振(zhen)光。自(zi)然光的(de)振(zhen)動(dong)(dong)特點是在垂直(zhi)光波傳導(dao)軸上(shang)具(ju)有許(xu)多振(zhen)動(dong)(dong)面，各平面上(shang)振(zhen)動(dong)(dong)的(de)振(zhen)幅(fu)分(fen)布相同；自(zi)然光經過反射(she)(she)(she)、折(zhe)射(she)(she)(she)、雙折(zhe)射(she)(she)(she)及吸收等(deng)作用，可得到只在一個方向(xiang)上(shang)振(zhen)動(dong)(dong)的(de)光波，這種光波則稱為“偏光”或“偏振(zhen)光”。

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3、偏光的產生及其作用

偏(pian)光顯(xian)微鏡(jing)最重要的(de)部(bu)件是偏(pian)光裝(zhuang)置(zhi)——起偏(pian)器(qi)(qi)和檢偏(pian)器(qi)(qi)。過(guo)去(qu)兩(liang)者均(jun)為尼科(ke)爾(Nicola)棱鏡(jing)組成(cheng)，它是由天然的(de)方解石制作而成(cheng)，但由于(yu)受到晶體(ti)(ti)體(ti)(ti)積較大的(de)限(xian)制，難以取(qu)得較大面積的(de)偏(pian)振(zhen)(zhen)，偏(pian)光顯(xian)微鏡(jing)則采用(yong)人造偏(pian)振(zhen)(zhen)鏡(jing)來(lai)代替(ti)尼科(ke)爾梭鏡(jing)。 人造偏(pian)振(zhen)(zhen)鏡(jing)是以硫(liu)酸喹啉(lin)又(you)名Herapathite的(de)晶體(ti)(ti)制作而成(cheng)，呈綠橄欖色。當普通(tong)光通(tong)過(guo)它后，就(jiu)能獲得只在一(yi)直線(xian)上振(zhen)(zhen)動的(de)直線(xian)偏(pian)振(zhen)(zhen)光。

偏(pian)(pian)(pian)光(guang)顯微鏡(jing)(jing)有(you)兩(liang)個(ge)偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)，一個(ge)裝置在光(guang)源與(yu)(yu)(yu)被檢(jian)物體之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)叫“起(qi)偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)”；另(ling)一個(ge)裝置在物鏡(jing)(jing)與(yu)(yu)(yu)目鏡(jing)(jing)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)叫“檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)”，有(you)手柄伸(shen)手鏡(jing)(jing)筒或中間附件外方(fang)以便操作，其(qi)上(shang)有(you)旋轉角(jiao)的(de)(de)(de)(de)刻度。 從(cong)光(guang)源射出的(de)(de)(de)(de)光(guang)線(xian)通(tong)過(guo)(guo)兩(liang)個(ge)偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)時，如(ru)果起(qi)偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)與(yu)(yu)(yu)檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動方(fang)向互相(xiang)平(ping)行(xing)，即處于“平(ping)行(xing)檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)位(wei)(wei)”的(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下，則(ze)(ze)視場(chang)最為明(ming)亮。反(fan)之(zhi)，若兩(liang)者互相(xiang)垂(chui)直(zhi)，即處于“正交校偏(pian)(pian)(pian)位(wei)(wei)”的(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下，則(ze)(ze)視場(chang)完(wan)全(quan)黑暗(an)，如(ru)果兩(liang)者傾斜，則(ze)(ze)視場(chang)表明(ming)出中等(deng)程(cheng)度的(de)(de)(de)(de)亮度。由此可知，起(qi)偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)所形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)線(xian)偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)，如(ru)其(qi)振(zhen)(zhen)動方(fang)向與(yu)(yu)(yu)檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動方(fang)向平(ping)行(xing)，則(ze)(ze)能完(wan)全(quan)通(tong)過(guo)(guo)；如(ru)果偏(pian)(pian)(pian)斜，則(ze)(ze)只以通(tong)過(guo)(guo)一部分(fen)；如(ru)若垂(chui)直(zhi)，則(ze)(ze)完(wan)全(quan)不能通(tong)過(guo)(guo)。因(yin)此，在采用偏(pian)(pian)(pian)光(guang)顯微鏡(jing)(jing)檢(jian)時，原(yuan)則(ze)(ze)上(shang)要使起(qi)偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)與(yu)(yu)(yu)檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)處于正交檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)位(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)狀態下進行(xing)。

4、正交檢偏位下的雙折射體

在正交(jiao)的(de)(de)情況下，視(shi)場(chang)是黑(hei)暗的(de)(de)，如(ru)果被檢(jian)(jian)物體在光(guang)(guang)學上表(biao)現(xian)為(wei)各向同性（單(dan)折射(she)體），無論怎樣旋轉載物臺，視(shi)場(chang)仍(reng)為(wei)黑(hei)暗，這是因為(wei)起偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)所形成(cheng)(cheng)的(de)(de)線(xian)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)的(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)方(fang)向不(bu)發生變化，仍(reng)然與(yu)檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)的(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)方(fang)向互相(xiang)垂(chui)直的(de)(de)緣故。若(ruo)被檢(jian)(jian)物體具(ju)有(you)(you)雙(shuang)折射(she)特性或(huo)含有(you)(you)具(ju)雙(shuang)折射(she)特性的(de)(de)物質，則具(ju)雙(shuang)折射(she)特性的(de)(de)地(di)方(fang)視(shi)場(chang)變亮，這是因為(wei)從起偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)射(she)出的(de)(de)直線(xian)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)進入(ru)雙(shuang)折射(she)體后，產(chan)生振(zhen)(zhen)動(dong)方(fang)向不(bu)同的(de)(de)兩種直線(xian)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)，當這兩種光(guang)(guang)通過(guo)檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)時(shi)(shi)，由于另一束光(guang)(guang)并不(bu)與(yu)檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)方(fang)向正交(jiao)，可透過(guo)檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)，就能使人眼(yan)看到明亮的(de)(de)象。光(guang)(guang)線(xian)通過(guo)雙(shuang)折射(she)體時(shi)(shi)，所形成(cheng)(cheng)兩種偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)的(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)方(fang)向，依(yi)物體的(de)(de)種類而有(you)(you)不(bu)同。

雙折(zhe)(zhe)射體(ti)在正交情況下，旋轉載物臺時，雙折(zhe)(zhe)射體(ti)的(de)(de)象在360°的(de)(de)旋轉中有四次(ci)明暗(an)(an)變化，每隔90°變暗(an)(an)一次(ci)。變暗(an)(an)的(de)(de)位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)是雙折(zhe)(zhe)射體(ti)的(de)(de)兩個振動方(fang)向與兩個偏(pian)(pian)振鏡的(de)(de)振動方(fang)向相一致的(de)(de)位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)，稱為(wei)“消光(guang)位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)”從(cong)消光(guang)位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)旋轉45°，被(bei)檢(jian)物體(ti)變為(wei)最亮(liang)，這就是“對(dui)角位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)”，這是因為(wei)偏(pian)(pian)離45°時，偏(pian)(pian)振光(guang)到達該物體(ti)時，分(fen)解出(chu)部(bu)分(fen)光(guang)線可以通過檢(jian)偏(pian)(pian)鏡，故而明亮(liang)。根據上述基本(ben)原理，利用偏(pian)(pian)光(guang)顯微術就可能(neng)判斷(duan)各(ge)向同性(xing)（單折(zhe)(zhe)射體(ti)）和各(ge)向異性(xing)（雙折(zhe)(zhe)射體(ti)）物質(zhi)。

5、干涉色

在(zai)正交檢(jian)(jian)偏位(wei)情(qing)況下(xia)，用各種不(bu)同(tong)(tong)波(bo)長(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)混合光(guang)線為光(guang)源觀察雙(shuang)(shuang)折射(she)體(ti)，在(zai)旋轉載(zai)物(wu)臺時，視場中不(bu)僅出現(xian)最亮的(de)(de)(de)(de)對角(jiao)位(wei)置，而(er)且(qie)還(huan)會(hui)看到顏(yan)色(se)。出現(xian)顏(yan)色(se)的(de)(de)(de)(de)原因，主要(yao)是(shi)由干(gan)涉色(se)而(er)造成（當(dang)然也(ye)可(ke)能被檢(jian)(jian)物(wu)體(ti)本(ben)身并非無色(se)透明(ming)）。干(gan)涉色(se)的(de)(de)(de)(de)分(fen)布特(te)點決定(ding)于雙(shuang)(shuang)折射(she)體(ti)的(de)(de)(de)(de)種類和它的(de)(de)(de)(de)厚(hou)度，是(shi)由于相應(ying)推遲(chi)(chi)對不(bu)同(tong)(tong)顏(yan)色(se)光(guang)的(de)(de)(de)(de)波(bo)長(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)依賴關系，如果被檢(jian)(jian)物(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)某(mou)個區域的(de)(de)(de)(de)推遲(chi)(chi)和另一區域的(de)(de)(de)(de)推遲(chi)(chi)不(bu)同(tong)(tong)，則透過檢(jian)(jian)偏鏡光(guang)的(de)(de)(de)(de)顏(yan)色(se)也(ye)就不(bu)同(tong)(tong)。

偏光顯微鏡使用注意事項

1、試(shi)驗室(shi)應(ying)具備三(san)防(fang)條件(jian)：防(fang)震（遠(yuan)離震源）、防(fang)潮（使用空調、干燥器）、防(fang)塵（地面(mian)鋪(pu)上地板(ban)）。電源：220V+-10%，50HZ溫(wen)度(du)：0度(du)-40度(du).

2、調焦時注意不(bu)要使物(wu)(wu)鏡碰到(dao)試樣，以免劃傷物(wu)(wu)鏡。

3、當(dang)載物(wu)(wu)臺墊片圓孔中(zhong)心的位置靠近物(wu)(wu)鏡中(zhong)心位置時不要切換(huan)物(wu)(wu)鏡，以免劃傷物(wu)(wu)鏡。

4、亮度調整切忌忽大忽小，也(ye)不要(yao)過亮，影響燈泡的(de)使(shi)用壽命，同時也(ye)有損視力。

5、所有功能切換，動作要輕，要到位。

6、關機時要將亮(liang)度(du)調(diao)到(dao)最(zui)小(xiao)。

7、非專業(ye)人(ren)員不要(yao)調整照明系統（燈絲位置(zhi)燈），以(yi)免影響(xiang)成像質量。

8、更換(huan)鹵素燈(deng)時要注意高(gao)溫，以免(mian)灼傷(shang)；注意不(bu)要用(yong)手直接(jie)接(jie)觸(chu)鹵素燈(deng)的玻璃體。

9、關機不使用時，將物鏡通過調焦(jiao)機構調整到最低狀態。

10、關機不使用時(shi)，不要立即該(gai)蓋防塵罩，待(dai)冷卻后再蓋，注意(yi)防火。

11、不經(jing)常(chang)使用的(de)光學部件(jian)放置(zhi)于(yu)干燥皿內。

12、非專業人(ren)員不(bu)要(yao)嘗試擦偏光顯(xian)微鏡(jing)(jing)(jing)物(wu)鏡(jing)(jing)(jing)及(ji)其(qi)它光學部件。目鏡(jing)(jing)(jing)可以用(yong)脫脂棉簽蘸1:1比例（無水酒精：乙醚）混合液(ye)體(ti)甩干后擦拭，不(bu)要(yao)用(yong)其(qi)他液(ye)體(ti)，以免損傷目鏡(jing)(jing)(jing)。

偏光顯微鏡和普通顯微鏡的區別

偏光(guang)顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)與普通顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)的主(zhu)要區別在偏光(guang)顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)上裝(zhuang)有兩(liang)個光(guang)元(yuan)件(jian)，即起偏振鏡(jing)和檢偏振鏡(jing)，因此偏光(guang)顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)的構造比生物顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)要復雜一些(xie)。偏光(guang)顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)就是借著這兩(liang)只(zhi)偏振鏡(jing)的作用而實現對(dui)晶(jing)體光(guang)學(xue)特性的分(fen)析和檢驗的目的。

偏光(guang)顯(xian)微鏡(jing)在(zai)檢(jian)(jian)驗晶(jing)(jing)體(ti)時，是把晶(jing)(jing)體(ti)放在(zai)起偏振(zhen)鏡(jing)和檢(jian)(jian)偏振(zhen)鏡(jing)之間的載物(wu)臺上，其起偏振(zhen)鏡(jing)置于聚光(guang)鏡(jing)下面(mian)(mian)，而檢(jian)(jian)偏振(zhen)鏡(jing)置于物(wu)鏡(jing)上面(mian)(mian)，在(zai)鏡(jing)檢(jian)(jian)前，兩偏振(zhen)鏡(jing)的振(zhen)動面(mian)(mian)應(ying)(ying)互為垂直(zhi)（正(zheng)交），則視場是黑(hei)暗的利用(yong)光(guang)的偏振(zhen)這(zhe)種特殊(shu)性質，應(ying)(ying)用(yong)于顯(xian)微成象(xiang)技術中(zhong)，促進了晶(jing)(jing)體(ti)光(guang)學迅速地發展。利用(yong)晶(jing)(jing)體(ti)光(guang)學的原理和方(fang)法來研(yan)(yan)究(jiu)礦物(wu)、巖石、熔(rong)渣、耐火材(cai)料等既方(fang)便(bian)又精確，因此廣泛(fan)應(ying)(ying)用(yong)于地質研(yan)(yan)究(jiu)和金(jin)相(xiang)研(yan)(yan)究(jiu)中(zhong)。利用(yong)偏光(guang)顯(xian)微鏡(jing)觀察(cha)基本上有兩種方(fang)法：

1、用小孔(kong)徑照明光束來照明物體(ti)，此(ci)時(shi)可以認為所有的(de)光束都是(shi)與物體(ti)平面(mian)垂(chui)直，可用目鏡直接(jie)觀察(cha)物體(ti)所成的(de)象(xiang)。

2、用(yong)大孔(kong)徑(jing)會聚(ju)光束來照明物體，此(ci)時在(zai)物鏡(jing)的(de)出瞳將產生(sheng)表示被觀察(cha)物體性質的(de)干(gan)涉現象，利用(yong)一(yi)種叫做“貝爾(er)特蘭透鏡(jing)”的(de)補(bu)助鏡(jing)和目鏡(jing)觀察(cha)在(zai)物鏡(jing)出瞳處形(xing)成的(de)干(gan)涉圖象。