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偏振光显微观察

导言

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偏光显微镜通常应用于材料科学和地质学领域,根据矿物的折射特性和颜色来识别矿物。在生物学中,偏光显微镜通常用于晶体等双折射结构的识别或成像,或用于植物细胞壁中纤维素和淀粉粒的成像。

双折射是偏光显微镜的关键

双折射物体具有通过折射将单束光分成两束不同光的特性。双折射材料包括具有高度有序分子结构的材料,如方解石或氮化硼晶体。生物标本(如纤维素或淀粉)也具有双折射性。双折射与线性偏振光相结合,可用于显微镜观察,实现两束不同光线的干涉,从而产生色彩效果,如光环和结构发光。

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偏光显微镜的对准和光束路径

普通光学显微镜至少需要两个附加组件才能实现偏光显微镜观察。要检测双折射性,必须使用线偏振光照明。因此,必须在显微镜的光束路径中插入两个偏振滤光片。通过起偏器产生偏振光来照射试样,第二个偏振滤光片(称为检偏器)将检测到的光限制为折射光。

偏振滤光片必须互成 90° 角,才能达到所谓的 "全黑位置"。当偏振滤光片设置在这个位置时,没有光线会进入相机或目镜,图像将是暗的。设置为“全黑”是偏光显微镜的一个重要步骤,因为它可以确保只有因试样而导致偏振面发生变化的光线才是可见的。

起偏器和检偏器

当光线通过第一个偏振滤光片时,会产生线性偏振光。如果线性偏振光在正确的偏振面上通过双折射材料,则会产生折射并分成两束光线,其中一部分光线的偏振面会旋转 90°。如果第二个偏振器(检偏器)对齐正确(即相对于第一个偏振滤光片成 90°),折射光线就会通过第二个偏振器(检偏器)。因此,只有双折射材料才能在偏振光显微镜中产生图像。

重要的是,被检测的双折射材料的偏振轴与第一个偏振片产生的光处于同一偏振轴上。因此,许多偏光显微镜都配备了旋转平台,以确保物体的偏振面与第一偏振滤光片的偏振面容易对准。偏光显微镜的特殊应用可使用各种附件。

贝特朗透镜可用于对物镜后孔聚焦的晶体图案进行圆锥观察。此外,延缓板或补偿器可用于对双折射试样进行定量分析。

偏光显微镜的应用

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