偏光顯微鏡原理

1、單折射性與雙折射性

光(guang)線通過某一物(wu)(wu)質時，如(ru)光(guang)的性質和(he)進路不因(yin)照射(she)方(fang)向(xiang)而改變，這種物(wu)(wu)質在光(guang)學上就具(ju)(ju)有(you)(you)(you)“各(ge)向(xiang)同(tong)性”，又(you)(you)稱(cheng)單折射(she)體(ti)(ti)，如(ru)普通氣體(ti)(ti)、液體(ti)(ti)以及非結(jie)晶性固體(ti)(ti)；若光(guang)線通過另一物(wu)(wu)質時，光(guang)的速(su)度、折射(she)率(lv)、吸收性和(he)偏振(zhen)、振(zhen)幅等因(yin)照射(she)方(fang)向(xiang)而有(you)(you)(you)不同(tong)，這種物(wu)(wu)質在光(guang)學上則具(ju)(ju)有(you)(you)(you)“各(ge)向(xiang)異(yi)性”，又(you)(you)稱(cheng)雙折射(she)體(ti)(ti)，如(ru)晶體(ti)(ti)、纖維(wei)等。

2、光的偏振現象

光(guang)波根據振動的(de)(de)特(te)點，可分為(wei)自然光(guang)與偏(pian)振光(guang)。自然光(guang)的(de)(de)振動特(te)點是在垂直光(guang)波傳(chuan)導軸(zhou)上具有(you)許多振動面，各平面上振動的(de)(de)振幅分布相同；自然光(guang)經過反射、折射、雙折射及(ji)吸(xi)收等作用(yong)，可得到只(zhi)在一個方向(xiang)上振動的(de)(de)光(guang)波，這種光(guang)波則稱為(wei)“偏(pian)光(guang)”或(huo)“偏(pian)振光(guang)”。

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3、偏光的產生及其作用

偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)顯微(wei)鏡(jing)最重(zhong)要的部件(jian)是(shi)偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)裝置——起(qi)偏(pian)(pian)(pian)(pian)器和檢偏(pian)(pian)(pian)(pian)器。過去兩者均為尼科爾(Nicola)棱鏡(jing)組成(cheng)，它是(shi)由天然(ran)的方(fang)解石(shi)制作而成(cheng)，但由于受到晶體體積(ji)較(jiao)大(da)的限制，難以取得較(jiao)大(da)面積(ji)的偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)，偏(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)顯微(wei)鏡(jing)則采用人造偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)鏡(jing)來代(dai)替尼科爾梭鏡(jing)。 人造偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)鏡(jing)是(shi)以硫酸喹(kui)啉又(you)名Herapathite的晶體制作而成(cheng)，呈(cheng)綠橄(gan)欖色。當普通光(guang)通過它后，就能(neng)獲得只在一直(zhi)線(xian)上振(zhen)動的直(zhi)線(xian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)光(guang)。

偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)顯(xian)微鏡(jing)(jing)有兩(liang)(liang)個(ge)(ge)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)，一個(ge)(ge)裝置在光(guang)(guang)源與(yu)被檢(jian)(jian)物體(ti)之(zhi)間(jian)的(de)(de)叫(jiao)“起偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)”；另一個(ge)(ge)裝置在物鏡(jing)(jing)與(yu)目鏡(jing)(jing)之(zhi)間(jian)的(de)(de)叫(jiao)“檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)”，有手柄伸手鏡(jing)(jing)筒或(huo)中間(jian)附件外(wai)方(fang)以(yi)便操作(zuo)，其上有旋轉角的(de)(de)刻度。 從光(guang)(guang)源射出的(de)(de)光(guang)(guang)線(xian)通(tong)過兩(liang)(liang)個(ge)(ge)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)時(shi)，如(ru)果起偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)與(yu)檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)的(de)(de)振(zhen)(zhen)動方(fang)向(xiang)互相(xiang)(xiang)平行(xing)，即處(chu)于(yu)“平行(xing)檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)位”的(de)(de)情況下，則(ze)視(shi)場最為明亮。反(fan)之(zhi)，若(ruo)兩(liang)(liang)者互相(xiang)(xiang)垂直(zhi)，即處(chu)于(yu)“正交校偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)位”的(de)(de)情況下，則(ze)視(shi)場完(wan)全黑暗，如(ru)果兩(liang)(liang)者傾斜(xie)，則(ze)視(shi)場表(biao)明出中等(deng)程(cheng)度的(de)(de)亮度。由(you)此(ci)可(ke)知，起偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)所(suo)形(xing)成(cheng)的(de)(de)直(zhi)線(xian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)，如(ru)其振(zhen)(zhen)動方(fang)向(xiang)與(yu)檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)的(de)(de)振(zhen)(zhen)動方(fang)向(xiang)平行(xing)，則(ze)能(neng)完(wan)全通(tong)過；如(ru)果偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)斜(xie)，則(ze)只以(yi)通(tong)過一部分；如(ru)若(ruo)垂直(zhi)，則(ze)完(wan)全不能(neng)通(tong)過。因此(ci)，在采用偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)顯(xian)微鏡(jing)(jing)檢(jian)(jian)時(shi)，原則(ze)上要使起偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)與(yu)檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)處(chu)于(yu)正交檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)位的(de)(de)狀態下進(jin)行(xing)。

4、正交檢偏位下的雙折射體

在正交的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下，視場是(shi)黑(hei)暗的(de)(de)(de)(de)，如果(guo)被(bei)檢物體(ti)在光(guang)(guang)(guang)學上表現為(wei)各向(xiang)同性(xing)(xing)(xing)（單折(zhe)射(she)體(ti)），無(wu)論怎(zen)樣旋轉載物臺，視場仍(reng)為(wei)黑(hei)暗，這是(shi)因為(wei)起(qi)偏(pian)(pian)鏡(jing)所形成的(de)(de)(de)(de)線(xian)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)方(fang)(fang)向(xiang)不(bu)發生變化，仍(reng)然與檢偏(pian)(pian)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)方(fang)(fang)向(xiang)互相垂直(zhi)的(de)(de)(de)(de)緣故。若被(bei)檢物體(ti)具有雙(shuang)(shuang)折(zhe)射(she)特性(xing)(xing)(xing)或(huo)含有具雙(shuang)(shuang)折(zhe)射(she)特性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)物質(zhi)，則具雙(shuang)(shuang)折(zhe)射(she)特性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)地(di)方(fang)(fang)視場變亮，這是(shi)因為(wei)從起(qi)偏(pian)(pian)鏡(jing)射(she)出的(de)(de)(de)(de)直(zhi)線(xian)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)(guang)進入雙(shuang)(shuang)折(zhe)射(she)體(ti)后，產生振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)方(fang)(fang)向(xiang)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)兩種(zhong)直(zhi)線(xian)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)(guang)，當這兩種(zhong)光(guang)(guang)(guang)通過檢偏(pian)(pian)鏡(jing)時，由于另一束(shu)光(guang)(guang)(guang)并(bing)不(bu)與檢偏(pian)(pian)鏡(jing)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)方(fang)(fang)向(xiang)正交，可透過檢偏(pian)(pian)鏡(jing)，就能使人眼(yan)看到明亮的(de)(de)(de)(de)象。光(guang)(guang)(guang)線(xian)通過雙(shuang)(shuang)折(zhe)射(she)體(ti)時，所形成兩種(zhong)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)方(fang)(fang)向(xiang)，依物體(ti)的(de)(de)(de)(de)種(zhong)類而有不(bu)同。

雙(shuang)折(zhe)(zhe)射(she)體在正(zheng)交(jiao)情況下，旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)載物(wu)臺時(shi)，雙(shuang)折(zhe)(zhe)射(she)體的象在360°的旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)中(zhong)有四次明暗變化，每隔90°變暗一(yi)次。變暗的位置是(shi)雙(shuang)折(zhe)(zhe)射(she)體的兩(liang)個(ge)振動方向(xiang)與兩(liang)個(ge)偏(pian)振鏡(jing)的振動方向(xiang)相一(yi)致的位置，稱(cheng)為“消(xiao)光(guang)(guang)(guang)位置”從(cong)消(xiao)光(guang)(guang)(guang)位置旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)45°，被檢物(wu)體變為最亮，這就是(shi)“對(dui)角(jiao)位置”，這是(shi)因為偏(pian)離45°時(shi)，偏(pian)振光(guang)(guang)(guang)到達該物(wu)體時(shi)，分(fen)(fen)解出(chu)部分(fen)(fen)光(guang)(guang)(guang)線(xian)可以通過檢偏(pian)鏡(jing)，故而明亮。根據上述基本原(yuan)理(li)，利用偏(pian)光(guang)(guang)(guang)顯(xian)微(wei)術就可能判斷(duan)各向(xiang)同性(xing)（單折(zhe)(zhe)射(she)體）和各向(xiang)異性(xing)（雙(shuang)折(zhe)(zhe)射(she)體）物(wu)質。

5、干涉色

在正交檢(jian)偏位情況(kuang)下(xia)，用各(ge)種(zhong)(zhong)不(bu)同(tong)波(bo)(bo)長的(de)(de)(de)混(hun)合光(guang)線(xian)為光(guang)源觀察雙折(zhe)射體(ti)(ti)，在旋轉載(zai)物(wu)臺時，視場(chang)中(zhong)不(bu)僅出現最亮(liang)的(de)(de)(de)對(dui)角位置(zhi)，而且還會看到顏色(se)(se)。出現顏色(se)(se)的(de)(de)(de)原因，主要是由(you)干(gan)涉色(se)(se)而造成(cheng)（當然也可能被(bei)檢(jian)物(wu)體(ti)(ti)本(ben)身并非無色(se)(se)透明）。干(gan)涉色(se)(se)的(de)(de)(de)分布特點(dian)決定于雙折(zhe)射體(ti)(ti)的(de)(de)(de)種(zhong)(zhong)類和它(ta)的(de)(de)(de)厚度，是由(you)于相應推(tui)(tui)遲對(dui)不(bu)同(tong)顏色(se)(se)光(guang)的(de)(de)(de)波(bo)(bo)長的(de)(de)(de)依賴關(guan)系，如果被(bei)檢(jian)物(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)某個區域的(de)(de)(de)推(tui)(tui)遲和另(ling)一區域的(de)(de)(de)推(tui)(tui)遲不(bu)同(tong)，則透過檢(jian)偏鏡光(guang)的(de)(de)(de)顏色(se)(se)也就不(bu)同(tong)。

偏光顯微鏡使用注意事項

1、試(shi)驗(yan)室(shi)應具備三防條(tiao)件：防震（遠離(li)震源）、防潮（使用空(kong)調、干(gan)燥器）、防塵(chen)（地面鋪(pu)上地板）。電源：220V+-10%，50HZ溫度：0度-40度.

2、調(diao)焦時注意不要使(shi)物(wu)鏡碰(peng)到(dao)試(shi)樣(yang)，以(yi)免(mian)劃傷物(wu)鏡。

3、當載物臺(tai)墊(dian)片圓孔(kong)中心的位置(zhi)靠(kao)近物鏡中心位置(zhi)時不要切換物鏡，以免劃(hua)傷物鏡。

4、亮度調整切忌忽大忽小，也不要過(guo)亮，影(ying)響燈泡的使用壽(shou)命，同時(shi)也有損視力。

5、所有功能切換，動作(zuo)要(yao)輕，要(yao)到(dao)位(wei)。

6、關(guan)機時要將亮度調到最小。

7、非專業人員不要調(diao)整照明(ming)系(xi)統（燈絲位置燈），以免影響成像質量。

8、更換(huan)鹵素燈(deng)時要注(zhu)意高溫，以(yi)免灼傷(shang)；注(zhu)意不要用手直接接觸鹵素燈(deng)的玻(bo)璃體。

9、關機不使用時，將物鏡通過調(diao)焦機構調(diao)整到最低狀態。

10、關機不使用時，不要立即該蓋防塵罩(zhao)，待冷(leng)卻后再蓋，注意防火。

11、不經(jing)常使用的光學(xue)部件放置于干燥皿(min)內。

12、非專業人(ren)員不(bu)要(yao)嘗試擦(ca)偏(pian)光(guang)顯微鏡物鏡及其(qi)它光(guang)學部件(jian)。目鏡可以(yi)用(yong)脫脂棉(mian)簽蘸1:1比(bi)例（無水酒精：乙醚）混合液體甩干后(hou)擦(ca)拭，不(bu)要(yao)用(yong)其(qi)他液體，以(yi)免損(sun)傷目鏡。

偏光顯微鏡和普通顯微鏡的區別

偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)顯(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)與普(pu)通(tong)顯(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)的(de)主要區別(bie)在(zai)偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)顯(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)上裝有兩個(ge)光(guang)(guang)(guang)(guang)元件，即起偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)鏡(jing)(jing)和檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)鏡(jing)(jing)，因(yin)此偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)顯(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)的(de)構造比生(sheng)物顯(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)要復(fu)雜一些。偏(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)顯(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)就(jiu)是借著這兩只偏(pian)(pian)(pian)振(zhen)鏡(jing)(jing)的(de)作用而實現(xian)對(dui)晶體光(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)特性的(de)分(fen)析和檢(jian)驗的(de)目的(de)。

偏(pian)(pian)光顯微鏡在檢(jian)驗晶(jing)體時，是(shi)把晶(jing)體放在起偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)鏡和檢(jian)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)鏡之間的載物(wu)臺(tai)上(shang)，其起偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)鏡置于聚光鏡下面，而檢(jian)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)鏡置于物(wu)鏡上(shang)面，在鏡檢(jian)前，兩(liang)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)鏡的振(zhen)(zhen)動面應(ying)互為垂直（正交），則視場是(shi)黑(hei)暗的利用(yong)光的偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)這種(zhong)特殊(shu)性質，應(ying)用(yong)于顯微成(cheng)象技術中(zhong)，促(cu)進了晶(jing)體光學迅速地(di)發展。利用(yong)晶(jing)體光學的原理(li)和方法(fa)來研究(jiu)礦(kuang)物(wu)、巖石、熔(rong)渣、耐火材料等既方便又精(jing)確，因此廣泛應(ying)用(yong)于地(di)質研究(jiu)和金相研究(jiu)中(zhong)。利用(yong)偏(pian)(pian)光顯微鏡觀察基本上(shang)有兩(liang)種(zhong)方法(fa)：

1、用(yong)小孔徑照明光束來(lai)照明物(wu)體(ti)，此(ci)時(shi)可(ke)以認為(wei)所有的(de)光束都(dou)是與物(wu)體(ti)平面垂直，可(ke)用(yong)目鏡直接觀(guan)察物(wu)體(ti)所成的(de)象。

2、用大孔徑會聚(ju)光束來照明物(wu)體，此時在物(wu)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)出(chu)瞳將產生表示(shi)被(bei)觀察(cha)物(wu)體性質的(de)干涉現象，利用一種(zhong)叫做(zuo)“貝(bei)爾特蘭透(tou)鏡(jing)(jing)(jing)”的(de)補助鏡(jing)(jing)(jing)和(he)目鏡(jing)(jing)(jing)觀察(cha)在物(wu)鏡(jing)(jing)(jing)出(chu)瞳處(chu)形(xing)成的(de)干涉圖(tu)象。