偏光顯微鏡原理

1、單折射性與雙折射性

光(guang)(guang)線通過某一物質(zhi)時(shi)，如光(guang)(guang)的性質(zhi)和進(jin)路不因照(zhao)射(she)(she)方向(xiang)而改變(bian)，這種(zhong)物質(zhi)在光(guang)(guang)學(xue)上就具有(you)“各向(xiang)同性”，又稱(cheng)單折射(she)(she)體，如普通氣體、液(ye)體以及非結晶性固(gu)體；若光(guang)(guang)線通過另一物質(zhi)時(shi)，光(guang)(guang)的速度、折射(she)(she)率、吸收性和偏振、振幅(fu)等(deng)因照(zhao)射(she)(she)方向(xiang)而有(you)不同，這種(zhong)物質(zhi)在光(guang)(guang)學(xue)上則具有(you)“各向(xiang)異性”，又稱(cheng)雙(shuang)折射(she)(she)體，如晶體、纖(xian)維等(deng)。

2、光的偏振現象

光波(bo)根據振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)的(de)特點，可分為(wei)自然(ran)光與偏振(zhen)(zhen)光。自然(ran)光的(de)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)特點是在垂直光波(bo)傳導軸上(shang)具有許多(duo)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)面，各平(ping)面上(shang)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)的(de)振(zhen)(zhen)幅分布相同；自然(ran)光經(jing)過反射、折射、雙折射及吸收(shou)等作(zuo)用，可得(de)到只在一個方向上(shang)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)的(de)光波(bo)，這種光波(bo)則稱為(wei)“偏光”或“偏振(zhen)(zhen)光”。

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3、偏光的產生及其作用

偏(pian)(pian)光(guang)(guang)顯微鏡(jing)最(zui)重要的(de)(de)部件是偏(pian)(pian)光(guang)(guang)裝置(zhi)——起偏(pian)(pian)器(qi)和檢偏(pian)(pian)器(qi)。過去兩者均為尼(ni)科爾(Nicola)棱(leng)鏡(jing)組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)，它(ta)是由天然的(de)(de)方解石制(zhi)(zhi)作而(er)(er)成(cheng)(cheng)(cheng)，但由于(yu)受(shou)到(dao)晶體體積(ji)較大的(de)(de)限制(zhi)(zhi)，難以取得(de)較大面積(ji)的(de)(de)偏(pian)(pian)振，偏(pian)(pian)光(guang)(guang)顯微鏡(jing)則采用人造偏(pian)(pian)振鏡(jing)來(lai)代(dai)替(ti)尼(ni)科爾梭鏡(jing)。 人造偏(pian)(pian)振鏡(jing)是以硫酸喹啉(lin)又名Herapathite的(de)(de)晶體制(zhi)(zhi)作而(er)(er)成(cheng)(cheng)(cheng)，呈綠橄欖色。當普通光(guang)(guang)通過它(ta)后，就能獲得(de)只在一直(zhi)線上(shang)振動的(de)(de)直(zhi)線偏(pian)(pian)振光(guang)(guang)。

偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)顯微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)有(you)兩(liang)個(ge)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)，一個(ge)裝置(zhi)在光(guang)(guang)源(yuan)與(yu)被檢(jian)物(wu)體之(zhi)間的(de)(de)叫“起(qi)(qi)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)”；另(ling)一個(ge)裝置(zhi)在物(wu)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)與(yu)目鏡(jing)(jing)(jing)(jing)之(zhi)間的(de)(de)叫“檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)”，有(you)手柄伸(shen)手鏡(jing)(jing)(jing)(jing)筒(tong)或中(zhong)間附件(jian)外方(fang)(fang)以便操作(zuo)，其上有(you)旋轉角的(de)(de)刻度(du)(du)。 從光(guang)(guang)源(yuan)射出的(de)(de)光(guang)(guang)線(xian)通(tong)(tong)過兩(liang)個(ge)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)時(shi)，如果(guo)(guo)起(qi)(qi)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)與(yu)檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)方(fang)(fang)向互相平行(xing)，即處于(yu)(yu)“平行(xing)檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)位”的(de)(de)情(qing)況下(xia)，則(ze)(ze)(ze)(ze)視(shi)(shi)場(chang)最為明亮。反之(zhi)，若(ruo)兩(liang)者互相垂(chui)直(zhi)，即處于(yu)(yu)“正交(jiao)校(xiao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)位”的(de)(de)情(qing)況下(xia)，則(ze)(ze)(ze)(ze)視(shi)(shi)場(chang)完全(quan)黑(hei)暗，如果(guo)(guo)兩(liang)者傾斜，則(ze)(ze)(ze)(ze)視(shi)(shi)場(chang)表明出中(zhong)等程度(du)(du)的(de)(de)亮度(du)(du)。由此可知，起(qi)(qi)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)所形成的(de)(de)直(zhi)線(xian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)，如其振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)方(fang)(fang)向與(yu)檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)方(fang)(fang)向平行(xing)，則(ze)(ze)(ze)(ze)能完全(quan)通(tong)(tong)過；如果(guo)(guo)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)斜，則(ze)(ze)(ze)(ze)只(zhi)以通(tong)(tong)過一部分；如若(ruo)垂(chui)直(zhi)，則(ze)(ze)(ze)(ze)完全(quan)不能通(tong)(tong)過。因此，在采(cai)用偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)顯微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)檢(jian)時(shi)，原則(ze)(ze)(ze)(ze)上要(yao)使起(qi)(qi)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)與(yu)檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)處于(yu)(yu)正交(jiao)檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)位的(de)(de)狀態下(xia)進行(xing)。

4、正交檢偏位下的雙折射體

在(zai)正交的(de)(de)(de)(de)(de)情況下，視場(chang)是(shi)黑暗(an)的(de)(de)(de)(de)(de)，如果(guo)被檢物體(ti)(ti)在(zai)光(guang)學上表(biao)現為各向(xiang)(xiang)同(tong)性（單(dan)折(zhe)(zhe)射體(ti)(ti)），無論怎樣旋(xuan)轉(zhuan)載物臺，視場(chang)仍為黑暗(an)，這(zhe)是(shi)因為起偏(pian)(pian)鏡(jing)所(suo)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)線偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)方向(xiang)(xiang)不(bu)發生變化，仍然(ran)與(yu)檢偏(pian)(pian)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)方向(xiang)(xiang)互相垂直(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)緣(yuan)故(gu)。若被檢物體(ti)(ti)具(ju)有(you)雙(shuang)折(zhe)(zhe)射特性或含有(you)具(ju)雙(shuang)折(zhe)(zhe)射特性的(de)(de)(de)(de)(de)物質，則具(ju)雙(shuang)折(zhe)(zhe)射特性的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)方視場(chang)變亮，這(zhe)是(shi)因為從起偏(pian)(pian)鏡(jing)射出的(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)線偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)進入雙(shuang)折(zhe)(zhe)射體(ti)(ti)后，產生振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)方向(xiang)(xiang)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)兩種直(zhi)(zhi)線偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)，當這(zhe)兩種光(guang)通過檢偏(pian)(pian)鏡(jing)時，由于另一(yi)束光(guang)并不(bu)與(yu)檢偏(pian)(pian)鏡(jing)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)方向(xiang)(xiang)正交，可(ke)透(tou)過檢偏(pian)(pian)鏡(jing)，就能使人眼看到明亮的(de)(de)(de)(de)(de)象。光(guang)線通過雙(shuang)折(zhe)(zhe)射體(ti)(ti)時，所(suo)形(xing)成(cheng)兩種偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)方向(xiang)(xiang)，依物體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)種類而有(you)不(bu)同(tong)。

雙折射(she)體(ti)在(zai)(zai)正交情況下(xia)，旋(xuan)(xuan)轉載物(wu)臺(tai)時(shi)(shi)，雙折射(she)體(ti)的(de)象在(zai)(zai)360°的(de)旋(xuan)(xuan)轉中有四次明暗(an)變(bian)化(hua)，每隔90°變(bian)暗(an)一(yi)次。變(bian)暗(an)的(de)位(wei)(wei)置(zhi)是(shi)雙折射(she)體(ti)的(de)兩個振(zhen)動(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)與兩個偏振(zhen)鏡(jing)的(de)振(zhen)動(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)相一(yi)致的(de)位(wei)(wei)置(zhi)，稱為“消(xiao)光位(wei)(wei)置(zhi)”從消(xiao)光位(wei)(wei)置(zhi)旋(xuan)(xuan)轉45°，被檢物(wu)體(ti)變(bian)為最亮，這(zhe)就(jiu)是(shi)“對角位(wei)(wei)置(zhi)”，這(zhe)是(shi)因為偏離(li)45°時(shi)(shi)，偏振(zhen)光到達該(gai)物(wu)體(ti)時(shi)(shi)，分解出部分光線可以通過檢偏鏡(jing)，故(gu)而明亮。根據上述基本(ben)原理，利用(yong)偏光顯微術就(jiu)可能判斷(duan)各向(xiang)(xiang)(xiang)同性（單折射(she)體(ti)）和各向(xiang)(xiang)(xiang)異(yi)性（雙折射(she)體(ti)）物(wu)質。

5、干涉色

在正交檢偏(pian)(pian)位(wei)情況下，用(yong)各種(zhong)不同波(bo)長的(de)混合光線(xian)為光源觀察(cha)雙折(zhe)射體(ti)，在旋轉載物臺時，視場中(zhong)不僅出(chu)(chu)現(xian)最亮的(de)對角(jiao)位(wei)置(zhi)，而且還會看到顏色。出(chu)(chu)現(xian)顏色的(de)原因，主要是(shi)由(you)(you)干涉色而造(zao)成（當然也(ye)可(ke)能被檢物體(ti)本身并非(fei)無色透明(ming)）。干涉色的(de)分布(bu)特點決(jue)定于雙折(zhe)射體(ti)的(de)種(zhong)類和它的(de)厚度，是(shi)由(you)(you)于相應推(tui)遲(chi)對不同顏色光的(de)波(bo)長的(de)依(yi)賴關系，如果被檢物體(ti)的(de)某個區域的(de)推(tui)遲(chi)和另一區域的(de)推(tui)遲(chi)不同，則透過(guo)檢偏(pian)(pian)鏡光的(de)顏色也(ye)就不同。

偏光顯微鏡使用注意事項

1、試驗室應具備三防(fang)條件：防(fang)震（遠(yuan)離震源(yuan)）、防(fang)潮（使用空調、干燥器）、防(fang)塵(chen)（地面鋪(pu)上(shang)地板）。電源(yuan)：220V+-10%，50HZ溫度：0度-40度.

2、調焦時注意不要使(shi)物鏡碰到(dao)試樣，以免劃(hua)傷物鏡。

3、當載物臺(tai)墊片圓(yuan)孔(kong)中(zhong)心的位置(zhi)靠近物鏡(jing)中(zhong)心位置(zhi)時(shi)不要切換物鏡(jing)，以免劃傷物鏡(jing)。

4、亮(liang)度調整切忌忽大忽小，也不(bu)要(yao)過亮(liang)，影響燈泡的使用壽命，同時也有損視力。

5、所(suo)有功能切換，動(dong)作要(yao)輕，要(yao)到(dao)位。

6、關(guan)機時要將(jiang)亮度調到(dao)最小。

7、非專業人員(yuan)不要調整照明系統(tong)（燈絲(si)位置燈），以免影響成像質量。

8、更(geng)換鹵素燈時(shi)要注意高溫，以(yi)免灼傷；注意不要用手直接(jie)接(jie)觸鹵素燈的(de)玻璃體。

9、關機不使用(yong)時，將(jiang)物鏡(jing)通過調(diao)焦(jiao)機構(gou)調(diao)整到(dao)最低狀(zhuang)態。

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

11、不經常(chang)使用(yong)的光學部件放置(zhi)于干燥皿內。

12、非專業(ye)人員不要(yao)(yao)嘗試擦偏(pian)光(guang)(guang)顯微鏡(jing)物鏡(jing)及其(qi)它光(guang)(guang)學(xue)部件。目(mu)鏡(jing)可以用(yong)脫脂棉簽(qian)蘸(zhan)1:1比例(li)（無水(shui)酒(jiu)精：乙(yi)醚(mi)）混合液(ye)(ye)體(ti)甩干后(hou)擦拭，不要(yao)(yao)用(yong)其(qi)他液(ye)(ye)體(ti)，以免損(sun)傷目(mu)鏡(jing)。

偏光顯微鏡和普通顯微鏡的區別

偏(pian)(pian)光(guang)顯微鏡(jing)(jing)與普通顯微鏡(jing)(jing)的(de)主要區別在偏(pian)(pian)光(guang)顯微鏡(jing)(jing)上裝有兩(liang)個(ge)光(guang)元件，即起偏(pian)(pian)振鏡(jing)(jing)和檢偏(pian)(pian)振鏡(jing)(jing)，因此偏(pian)(pian)光(guang)顯微鏡(jing)(jing)的(de)構造比生物顯微鏡(jing)(jing)要復(fu)雜一些。偏(pian)(pian)光(guang)顯微鏡(jing)(jing)就是借著這兩(liang)只偏(pian)(pian)振鏡(jing)(jing)的(de)作用而實(shi)現對晶體光(guang)學特性的(de)分析和檢驗的(de)目的(de)。

偏(pian)光(guang)顯微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)在(zai)檢(jian)(jian)驗晶體(ti)時，是(shi)把晶體(ti)放在(zai)起(qi)偏(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)和檢(jian)(jian)偏(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)之間的(de)載物臺上(shang)(shang)，其起(qi)偏(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)置(zhi)于聚光(guang)鏡(jing)(jing)(jing)下面(mian)(mian)，而檢(jian)(jian)偏(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)置(zhi)于物鏡(jing)(jing)(jing)上(shang)(shang)面(mian)(mian)，在(zai)鏡(jing)(jing)(jing)檢(jian)(jian)前，兩偏(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)動面(mian)(mian)應(ying)互為(wei)垂直（正(zheng)交），則視場是(shi)黑(hei)暗的(de)利用(yong)光(guang)的(de)偏(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)這種特殊性(xing)質(zhi)，應(ying)用(yong)于顯微(wei)成象技術中，促進了晶體(ti)光(guang)學迅速地發(fa)展。利用(yong)晶體(ti)光(guang)學的(de)原理和方(fang)法來(lai)研究礦物、巖石、熔渣、耐火(huo)材料等既(ji)方(fang)便(bian)又精(jing)確，因此廣泛(fan)應(ying)用(yong)于地質(zhi)研究和金相研究中。利用(yong)偏(pian)光(guang)顯微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)觀察基(ji)本上(shang)(shang)有兩種方(fang)法：

1、用(yong)小孔徑照明(ming)(ming)光束來照明(ming)(ming)物體(ti)(ti)，此時可以認為所(suo)有(you)的(de)光束都是與物體(ti)(ti)平面垂(chui)直(zhi)，可用(yong)目(mu)鏡直(zhi)接觀察物體(ti)(ti)所(suo)成的(de)象。

2、用(yong)大孔徑(jing)會(hui)聚光(guang)束來照明物(wu)體(ti)，此時在物(wu)鏡的(de)出瞳將產生表示被觀察(cha)物(wu)體(ti)性質的(de)干涉(she)現象，利用(yong)一種(zhong)叫做“貝爾特蘭(lan)透鏡”的(de)補助鏡和(he)目鏡觀察(cha)在物(wu)鏡出瞳處形成的(de)干涉(she)圖象。