偏光显微镜的原理 偏光显微镜和普通显微镜的区别是什么

偏光显微镜原理

1、单折射性与双折射性

光线通过某一物质时，如光的性质和进路不因照射方向而改变，这种物质在光学上就具有“各向同性”，又称单折射体，如普通气体、液体以及非结晶性固体；若光线通过另一物质时，光的速度、折射率、吸收性和偏振、振幅等因照射方向而有不同，这种物质在光学上则具有“各向异性”，又称双折射体，如晶体、纤维等。

2、光的偏振现象

光波根据振动的特点，可分为自然光与偏振光。自然光的振动特点是在垂直光波传导轴上具有许多振动面，各平面上振动的振幅分布相同；自然光经过反射、折射、双折射及吸收等作用，可得到只在一个方向上振动的光波，这种光波则称为“偏光”或“偏振光”。

3、偏光的产生及其作用

偏光显微镜最重要的部件是偏光装置——起偏器和检偏器。过去两者均为尼科尔(Nicola)棱镜组成，它是由天然的方解石制作而成，但由于受到晶体体积较大的限制，难以取得较大面积的偏振，偏光显微镜则采用人造偏振镜来代替尼科尔梭镜。 人造偏振镜是以硫酸喹啉又名Herapathite的晶体制作而成，呈绿橄榄色。当普通光通过它后，就能获得只在一直线上振动的直线偏振光。

偏光显微镜有两个偏振镜，一个装置在光源与被检物体之间的叫“起偏镜”；另一个装置在物镜与目镜之间的叫“检偏镜”，有手柄伸手镜筒或中间附件外方以便操作，其上有旋转角的刻度。 从光源射出的光线通过两个偏振镜时，如果起偏镜与检偏镜的振动方向互相平行，即处于“平行检偏位”的情况下，则视场最为明亮。反之，若两者互相垂直，即处于“正交校偏位”的情况下，则视场完全黑暗，如果两者倾斜，则视场表明出中等程度的亮度。由此可知，起偏镜所形成的直线偏振光，如其振动方向与检偏镜的振动方向平行，则能完全通过；如果偏斜，则只以通过一部分；如若垂直，则完全不能通过。因此，在采用偏光显微镜检时，原则上要使起偏镜与检偏镜处于正交检偏位的状态下进行。

4、正交检偏位下的双折射体

在正交的情况下，视场是黑暗的，如果被检物体在光学上表现为各向同性（单折射体），无论怎样旋转载物台，视场仍为黑暗，这是因为起偏镜所形成的线偏振光的振动方向不发生变化，仍然与检偏镜的振动方向互相垂直的缘故。若被检物体具有双折射特性或含有具双折射特性的物质，则具双折射特性的地方视场变亮，这是因为从起偏镜射出的直线偏振光进入双折射体后，产生振动方向不同的两种直线偏振光，当这两种光通过检偏镜时，由于另一束光并不与检偏镜偏振方向正交，可透过检偏镜，就能使人眼看到明亮的象。光线通过双折射体时，所形成两种偏振光的振动方向，依物体的种类而有不同。

双折射体在正交情况下，旋转载物台时，双折射体的象在360°的旋转中有四次明暗变化，每隔90°变暗一次。变暗的位置是双折射体的两个振动方向与两个偏振镜的振动方向相一致的位置，称为“消光位置”从消光位置旋转45°，被检物体变为最亮，这就是“对角位置”，这是因为偏离45°时，偏振光到达该物体时，分解出部分光线可以通过检偏镜，故而明亮。根据上述基本原理，利用偏光显微术就可能判断各向同性（单折射体）和各向异性（双折射体）物质。

5、干涉色

在正交检偏位情况下，用各种不同波长的混合光线为光源观察双折射体，在旋转载物台时，视场中不仅出现最亮的对角位置，而且还会看到颜色。出现颜色的原因，主要是由干涉色而造成（当然也可能被检物体本身并非无色透明）。干涉色的分布特点决定于双折射体的种类和它的厚度，是由于相应推迟对不同颜色光的波长的依赖关系，如果被检物体的某个区域的推迟和另一区域的推迟不同，则透过检偏镜光的颜色也就不同。

偏光显微镜使用注意事项

1、试验室应具备三防条件：防震（远离震源）、防潮（使用空调、干燥器）、防尘（地面铺上地板）。电源：220V -10%，50HZ温度：0度-40度.

2、调焦时注意不要使物镜碰到试样，以免划伤物镜。

3、当载物台垫片圆孔中心的位置靠近物镜中心位置时不要切换物镜，以免划伤物镜。

4、亮度调整切忌忽大忽小，也不要过亮，影响灯泡的使用寿命，同时也有损视力。

5、所有功能切换，动作要轻，要到位。

6、关机时要将亮度调到最小。

7、非专业人员不要调整照明系统（灯丝位置灯），以免影响成像质量。

8、更换卤素灯时要注意高温，以免灼伤；注意不要用手直接接触卤素灯的玻璃体。

9、关机不使用时，将物镜通过调焦机构调整到最低状态。

10、关机不使用时，不要立即该盖防尘罩，待冷却后再盖，注意防火。

11、不经常使用的光学部件放置于干燥皿内。

12、非专业人员不要尝试擦偏光显微镜物镜及其它光学部件。目镜可以用脱脂棉签蘸1:1比例（无水酒精：乙醚）混合液体甩干后擦拭，不要用其他液体，以免损伤目镜。

偏光显微镜和普通显微镜的区别

偏光显微镜与普通显微镜的主要区别在偏光显微镜上装有两个光元件，即起偏振镜和检偏振镜，因此偏光显微镜的构造比生物显微镜要复杂一些。偏光显微镜就是借着这两只偏振镜的作用而实现对晶体光学特性的分析和检验的目的。

偏光显微镜在检验晶体时，是把晶体放在起偏振镜和检偏振镜之间的载物台上，其起偏振镜置于聚光镜下面，而检偏振镜置于物镜上面，在镜检前，两偏振镜的振动面应互为垂直（正交），则视场是黑暗的利用光的偏振这种特殊性质，应用于显微成象技术中，促进了晶体光学迅速地发展。利用晶体光学的原理和方法来研究矿物、岩石、熔渣、耐火材料等既方便又精确，因此广泛应用于地质研究和金相研究中。利用偏光显微镜观察基本上有两种方法：

1、用小孔径照明光束来照明物体，此时可以认为所有的光束都是与物体平面垂直，可用目镜直接观察物体所成的象。

2、用大孔径会聚光束来照明物体，此时在物镜的出瞳将产生表示被观察物体性质的干涉现象，利用一种叫做“贝尔特兰透镜”的补助镜和目镜观察在物镜出瞳处形成的干涉图象。

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