偏光顯微鏡原理

1、單折射性與雙折射性

光(guang)(guang)(guang)(guang)線通(tong)過某一(yi)物(wu)質(zhi)(zhi)時，如光(guang)(guang)(guang)(guang)的性(xing)質(zhi)(zhi)和進路不因(yin)照射方(fang)(fang)向(xiang)而改(gai)變，這種物(wu)質(zhi)(zhi)在光(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)上就具有(you)“各(ge)向(xiang)同性(xing)”，又稱單折(zhe)射體，如普通(tong)氣體、液體以(yi)及非(fei)結(jie)晶(jing)(jing)性(xing)固體；若光(guang)(guang)(guang)(guang)線通(tong)過另(ling)一(yi)物(wu)質(zhi)(zhi)時，光(guang)(guang)(guang)(guang)的速度(du)、折(zhe)射率、吸收性(xing)和偏振、振幅等(deng)因(yin)照射方(fang)(fang)向(xiang)而有(you)不同，這種物(wu)質(zhi)(zhi)在光(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)上則具有(you)“各(ge)向(xiang)異性(xing)”，又稱雙折(zhe)射體，如晶(jing)(jing)體、纖維等(deng)。

2、光的偏振現象

光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)根據振動的(de)(de)特點，可分為(wei)自然光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)與偏(pian)振光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。自然光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)振動特點是在(zai)垂直光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)傳(chuan)導軸上具有許多振動面，各平面上振動的(de)(de)振幅分布相(xiang)同(tong)；自然光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)經過反射、折射、雙折射及(ji)吸收等作(zuo)用，可得到(dao)只在(zai)一個(ge)方(fang)向上振動的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)，這種光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)則稱為(wei)“偏(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)”或“偏(pian)振光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)”。

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3、偏光的產生及其作用

偏(pian)(pian)光(guang)(guang)顯微(wei)鏡(jing)最重要的(de)(de)(de)(de)部件是偏(pian)(pian)光(guang)(guang)裝置——起偏(pian)(pian)器和檢偏(pian)(pian)器。過去兩者均為尼(ni)科爾(Nicola)棱(leng)鏡(jing)組(zu)成，它是由(you)天然(ran)的(de)(de)(de)(de)方解石制作而成，但由(you)于受到晶體(ti)(ti)體(ti)(ti)積較大的(de)(de)(de)(de)限制，難以取(qu)得較大面(mian)積的(de)(de)(de)(de)偏(pian)(pian)振，偏(pian)(pian)光(guang)(guang)顯微(wei)鏡(jing)則采用人造偏(pian)(pian)振鏡(jing)來(lai)代替尼(ni)科爾梭(suo)鏡(jing)。 人造偏(pian)(pian)振鏡(jing)是以硫酸(suan)喹啉又名(ming)Herapathite的(de)(de)(de)(de)晶體(ti)(ti)制作而成，呈綠橄(gan)欖色。當(dang)普(pu)通(tong)光(guang)(guang)通(tong)過它后，就能獲(huo)得只在一(yi)直線上(shang)振動的(de)(de)(de)(de)直線偏(pian)(pian)振光(guang)(guang)。

偏(pian)光(guang)顯微鏡(jing)(jing)(jing)有(you)兩(liang)(liang)個偏(pian)振(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)，一個裝置在光(guang)源與被檢(jian)(jian)(jian)(jian)物體之(zhi)間(jian)的(de)叫“起(qi)偏(pian)鏡(jing)(jing)(jing)”；另(ling)一個裝置在物鏡(jing)(jing)(jing)與目鏡(jing)(jing)(jing)之(zhi)間(jian)的(de)叫“檢(jian)(jian)(jian)(jian)偏(pian)鏡(jing)(jing)(jing)”，有(you)手柄伸手鏡(jing)(jing)(jing)筒或中(zhong)間(jian)附件外方以(yi)便(bian)操作，其上(shang)(shang)有(you)旋轉角的(de)刻(ke)度(du)。 從光(guang)源射出(chu)的(de)光(guang)線通過(guo)兩(liang)(liang)個偏(pian)振(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)時，如(ru)(ru)果(guo)起(qi)偏(pian)鏡(jing)(jing)(jing)與檢(jian)(jian)(jian)(jian)偏(pian)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)振(zhen)動(dong)(dong)方向(xiang)互相平(ping)行(xing)，即(ji)處于(yu)“平(ping)行(xing)檢(jian)(jian)(jian)(jian)偏(pian)位(wei)”的(de)情(qing)(qing)況下(xia)，則(ze)視(shi)場(chang)最為(wei)明(ming)(ming)亮(liang)。反之(zhi)，若兩(liang)(liang)者互相垂直(zhi)，即(ji)處于(yu)“正交校偏(pian)位(wei)”的(de)情(qing)(qing)況下(xia)，則(ze)視(shi)場(chang)完(wan)全黑暗，如(ru)(ru)果(guo)兩(liang)(liang)者傾斜，則(ze)視(shi)場(chang)表明(ming)(ming)出(chu)中(zhong)等(deng)程(cheng)度(du)的(de)亮(liang)度(du)。由(you)此(ci)可知，起(qi)偏(pian)鏡(jing)(jing)(jing)所形成的(de)直(zhi)線偏(pian)振(zhen)光(guang)，如(ru)(ru)其振(zhen)動(dong)(dong)方向(xiang)與檢(jian)(jian)(jian)(jian)偏(pian)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)振(zhen)動(dong)(dong)方向(xiang)平(ping)行(xing)，則(ze)能(neng)完(wan)全通過(guo)；如(ru)(ru)果(guo)偏(pian)斜，則(ze)只以(yi)通過(guo)一部分(fen)；如(ru)(ru)若垂直(zhi)，則(ze)完(wan)全不能(neng)通過(guo)。因此(ci)，在采用偏(pian)光(guang)顯微鏡(jing)(jing)(jing)檢(jian)(jian)(jian)(jian)時，原則(ze)上(shang)(shang)要使(shi)起(qi)偏(pian)鏡(jing)(jing)(jing)與檢(jian)(jian)(jian)(jian)偏(pian)鏡(jing)(jing)(jing)處于(yu)正交檢(jian)(jian)(jian)(jian)偏(pian)位(wei)的(de)狀態下(xia)進行(xing)。

4、正交檢偏位下的雙折射體

在正(zheng)交的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下，視(shi)場(chang)是黑暗的(de)(de)(de)(de)(de)，如果被檢(jian)(jian)物(wu)體(ti)在光(guang)(guang)學上表現為各向(xiang)(xiang)同性(xing)（單折射(she)體(ti)），無論怎(zen)樣旋轉載物(wu)臺，視(shi)場(chang)仍(reng)為黑暗，這(zhe)是因(yin)(yin)為起偏(pian)鏡所形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)線(xian)(xian)偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)不發生變化(hua)，仍(reng)然與檢(jian)(jian)偏(pian)鏡的(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)互相垂(chui)直(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)緣故。若被檢(jian)(jian)物(wu)體(ti)具有(you)雙(shuang)折射(she)特(te)性(xing)或(huo)含有(you)具雙(shuang)折射(she)特(te)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)，則具雙(shuang)折射(she)特(te)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)地方(fang)視(shi)場(chang)變亮，這(zhe)是因(yin)(yin)為從起偏(pian)鏡射(she)出的(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)線(xian)(xian)偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)進入雙(shuang)折射(she)體(ti)后，產(chan)生振(zhen)動(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)不同的(de)(de)(de)(de)(de)兩種直(zhi)線(xian)(xian)偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)，當這(zhe)兩種光(guang)(guang)通過檢(jian)(jian)偏(pian)鏡時(shi)，由(you)于另一束光(guang)(guang)并不與檢(jian)(jian)偏(pian)鏡偏(pian)振(zhen)方(fang)向(xiang)(xiang)正(zheng)交，可(ke)透過檢(jian)(jian)偏(pian)鏡，就能(neng)使(shi)人眼看到(dao)明(ming)亮的(de)(de)(de)(de)(de)象。光(guang)(guang)線(xian)(xian)通過雙(shuang)折射(she)體(ti)時(shi)，所形成(cheng)兩種偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)，依(yi)物(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)種類而有(you)不同。

雙(shuang)折射(she)體在正交情況下，旋(xuan)轉載物臺時(shi)(shi)，雙(shuang)折射(she)體的(de)象在360°的(de)旋(xuan)轉中(zhong)有四次明暗(an)變化，每隔90°變暗(an)一次。變暗(an)的(de)位置是雙(shuang)折射(she)體的(de)兩個振(zhen)(zhen)動方向(xiang)與兩個偏振(zhen)(zhen)鏡的(de)振(zhen)(zhen)動方向(xiang)相一致的(de)位置，稱為(wei)“消光(guang)(guang)位置”從消光(guang)(guang)位置旋(xuan)轉45°，被檢物體變為(wei)最亮，這就是“對角(jiao)位置”，這是因為(wei)偏離45°時(shi)(shi)，偏振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)到達該物體時(shi)(shi)，分解出部分光(guang)(guang)線可以通過檢偏鏡，故(gu)而明亮。根據上(shang)述基(ji)本原(yuan)理，利(li)用偏光(guang)(guang)顯(xian)微(wei)術就可能判斷各向(xiang)同性（單折射(she)體）和各向(xiang)異性（雙(shuang)折射(she)體）物質。

5、干涉色

在(zai)正交(jiao)檢偏位(wei)情(qing)況下，用各種(zhong)不同(tong)波(bo)長的(de)(de)(de)混(hun)合光(guang)線為光(guang)源觀察雙折(zhe)射體，在(zai)旋轉載物(wu)臺時(shi)，視場(chang)中不僅出(chu)現(xian)最亮的(de)(de)(de)對角位(wei)置，而(er)且還會看到顏(yan)色(se)(se)。出(chu)現(xian)顏(yan)色(se)(se)的(de)(de)(de)原因，主要是由干涉(she)色(se)(se)而(er)造成（當然也可能被檢物(wu)體本身并非無色(se)(se)透明）。干涉(she)色(se)(se)的(de)(de)(de)分(fen)布(bu)特(te)點(dian)決定(ding)于雙折(zhe)射體的(de)(de)(de)種(zhong)類和它的(de)(de)(de)厚度(du)，是由于相應推(tui)遲(chi)對不同(tong)顏(yan)色(se)(se)光(guang)的(de)(de)(de)波(bo)長的(de)(de)(de)依賴(lai)關系(xi)，如(ru)果被檢物(wu)體的(de)(de)(de)某個(ge)區域(yu)的(de)(de)(de)推(tui)遲(chi)和另一區域(yu)的(de)(de)(de)推(tui)遲(chi)不同(tong)，則透過檢偏鏡光(guang)的(de)(de)(de)顏(yan)色(se)(se)也就不同(tong)。

偏光顯微鏡使用注意事項

1、試(shi)驗室應具備(bei)三防(fang)條(tiao)件：防(fang)震(zhen)（遠離(li)震(zhen)源(yuan)）、防(fang)潮（使用空(kong)調、干燥(zao)器(qi)）、防(fang)塵(chen)（地(di)面鋪上地(di)板）。電源(yuan)：220V+-10%，50HZ溫度：0度-40度.

2、調焦時注意(yi)不要使物(wu)鏡碰到試(shi)樣，以免劃傷物(wu)鏡。

3、當載(zai)物(wu)(wu)臺墊(dian)片圓孔中心的(de)位置靠近物(wu)(wu)鏡中心位置時(shi)不要切換(huan)物(wu)(wu)鏡，以免(mian)劃傷物(wu)(wu)鏡。

4、亮(liang)度調整(zheng)切(qie)忌忽(hu)大忽(hu)小(xiao)，也不(bu)要過(guo)亮(liang)，影響(xiang)燈泡的使用壽命，同時(shi)也有損視力(li)。

5、所有功(gong)能切(qie)換，動作要(yao)輕，要(yao)到位。

6、關機時要(yao)將亮度調到最小。

7、非專業人(ren)員(yuan)不要調整照(zhao)明系(xi)統（燈(deng)絲位置燈(deng)），以免影響成像質量。

8、更換鹵素燈(deng)時要(yao)注意高溫，以免灼傷；注意不要(yao)用手直接(jie)接(jie)觸鹵素燈(deng)的玻璃(li)體。

9、關機(ji)不使用(yong)時，將物鏡(jing)通(tong)過調焦(jiao)機(ji)構調整(zheng)到最低狀態(tai)。

10、關機不使用時，不要(yao)立(li)即該(gai)蓋防塵(chen)罩，待(dai)冷卻后再蓋，注意(yi)防火。

11、不(bu)經(jing)常使用的光學(xue)部件放置于干燥皿內。

12、非專業人(ren)員不(bu)要(yao)嘗(chang)試擦偏光(guang)顯微(wei)鏡(jing)物鏡(jing)及其它光(guang)學部件。目鏡(jing)可以用脫脂棉簽蘸1:1比例（無水酒精：乙醚）混合液體(ti)甩(shuai)干后(hou)擦拭(shi)，不(bu)要(yao)用其他液體(ti)，以免損傷目鏡(jing)。

偏光顯微鏡和普通顯微鏡的區別

偏光(guang)顯(xian)(xian)微鏡(jing)(jing)與(yu)普(pu)通(tong)顯(xian)(xian)微鏡(jing)(jing)的(de)(de)主要區(qu)別在偏光(guang)顯(xian)(xian)微鏡(jing)(jing)上裝有兩(liang)個光(guang)元件(jian)，即起偏振(zhen)鏡(jing)(jing)和(he)(he)檢偏振(zhen)鏡(jing)(jing)，因此(ci)偏光(guang)顯(xian)(xian)微鏡(jing)(jing)的(de)(de)構造比生物顯(xian)(xian)微鏡(jing)(jing)要復雜一些。偏光(guang)顯(xian)(xian)微鏡(jing)(jing)就是借(jie)著(zhu)這兩(liang)只偏振(zhen)鏡(jing)(jing)的(de)(de)作用而實(shi)現對晶體光(guang)學特性的(de)(de)分(fen)析(xi)和(he)(he)檢驗(yan)的(de)(de)目的(de)(de)。

偏(pian)(pian)光(guang)(guang)顯微鏡(jing)(jing)在檢(jian)驗晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)時，是把晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)放在起偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)和檢(jian)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)之間(jian)的(de)載(zai)物(wu)(wu)臺上，其(qi)起偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)置于(yu)聚光(guang)(guang)鏡(jing)(jing)下面(mian)，而檢(jian)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)置于(yu)物(wu)(wu)鏡(jing)(jing)上面(mian)，在鏡(jing)(jing)檢(jian)前，兩偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)的(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動面(mian)應(ying)互為垂直（正交），則視場(chang)是黑(hei)暗的(de)利(li)(li)用(yong)光(guang)(guang)的(de)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)這種特殊性質(zhi)，應(ying)用(yong)于(yu)顯微成(cheng)象技術中，促進了(le)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)光(guang)(guang)學迅(xun)速地(di)發(fa)展。利(li)(li)用(yong)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)光(guang)(guang)學的(de)原(yuan)理和方(fang)法來研(yan)究(jiu)礦(kuang)物(wu)(wu)、巖(yan)石、熔渣、耐火材料等既(ji)方(fang)便又精確，因此廣泛應(ying)用(yong)于(yu)地(di)質(zhi)研(yan)究(jiu)和金相研(yan)究(jiu)中。利(li)(li)用(yong)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)顯微鏡(jing)(jing)觀察基本上有(you)兩種方(fang)法：

1、用小孔徑(jing)照明光(guang)束來照明物體(ti)，此時(shi)可以認(ren)為(wei)所有的光(guang)束都(dou)是與物體(ti)平面(mian)垂(chui)直，可用目(mu)鏡直接觀察物體(ti)所成的象(xiang)。

2、用大孔徑會聚光束來照明物(wu)(wu)(wu)體，此時在物(wu)(wu)(wu)鏡(jing)的(de)出(chu)瞳將產生表示被觀察(cha)物(wu)(wu)(wu)體性質的(de)干(gan)涉現象，利用一種叫做“貝爾特蘭(lan)透鏡(jing)”的(de)補助鏡(jing)和目鏡(jing)觀察(cha)在物(wu)(wu)(wu)鏡(jing)出(chu)瞳處(chu)形(xing)成的(de)干(gan)涉圖象。