偏光顯微鏡原理

1、單折射性與雙折射性

光線通(tong)過某(mou)一(yi)(yi)物質(zhi)時，如光的性(xing)質(zhi)和進(jin)路不因照射(she)方向而(er)改變，這(zhe)種(zhong)物質(zhi)在(zai)光學上就具(ju)有(you)“各(ge)(ge)向同性(xing)”，又稱(cheng)單折(zhe)射(she)體(ti)，如普通(tong)氣體(ti)、液(ye)體(ti)以及(ji)非結晶(jing)性(xing)固體(ti)；若光線通(tong)過另一(yi)(yi)物質(zhi)時，光的速度、折(zhe)射(she)率、吸(xi)收(shou)性(xing)和偏振、振幅等因照射(she)方向而(er)有(you)不同，這(zhe)種(zhong)物質(zhi)在(zai)光學上則(ze)具(ju)有(you)“各(ge)(ge)向異性(xing)”，又稱(cheng)雙折(zhe)射(she)體(ti)，如晶(jing)體(ti)、纖(xian)維等。

2、光的偏振現象

光(guang)波(bo)(bo)根據振動的特(te)點，可分為(wei)自(zi)(zi)然(ran)(ran)光(guang)與偏振光(guang)。自(zi)(zi)然(ran)(ran)光(guang)的振動特(te)點是(shi)在垂(chui)直光(guang)波(bo)(bo)傳(chuan)導(dao)軸上具有(you)許多振動面，各(ge)平(ping)面上振動的振幅分布相同；自(zi)(zi)然(ran)(ran)光(guang)經過反射、折(zhe)射、雙(shuang)折(zhe)射及吸收(shou)等(deng)作用，可得到只在一(yi)個方向(xiang)上振動的光(guang)波(bo)(bo)，這種光(guang)波(bo)(bo)則(ze)稱(cheng)為(wei)“偏光(guang)”或“偏振光(guang)”。

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3、偏光的產生及其作用

偏(pian)(pian)光(guang)顯微鏡(jing)最重(zhong)要(yao)的(de)(de)部件(jian)是偏(pian)(pian)光(guang)裝置(zhi)——起偏(pian)(pian)器和檢(jian)偏(pian)(pian)器。過去兩者(zhe)均為尼科爾(Nicola)棱鏡(jing)組(zu)成(cheng)，它(ta)(ta)是由(you)天(tian)然的(de)(de)方解石(shi)制作(zuo)而成(cheng)，但由(you)于受到晶體體積較大(da)的(de)(de)限制，難以取得較大(da)面積的(de)(de)偏(pian)(pian)振(zhen)，偏(pian)(pian)光(guang)顯微鏡(jing)則采用(yong)人造偏(pian)(pian)振(zhen)鏡(jing)來(lai)代(dai)替尼科爾梭鏡(jing)。 人造偏(pian)(pian)振(zhen)鏡(jing)是以硫酸喹啉(lin)又名Herapathite的(de)(de)晶體制作(zuo)而成(cheng)，呈(cheng)綠橄欖色。當普通光(guang)通過它(ta)(ta)后，就能獲(huo)得只在一(yi)直線上振(zhen)動的(de)(de)直線偏(pian)(pian)振(zhen)光(guang)。

偏(pian)(pian)光(guang)顯(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)有(you)兩(liang)個(ge)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)，一(yi)(yi)個(ge)裝置在光(guang)源(yuan)與被檢(jian)(jian)物體之間的(de)(de)(de)叫“起(qi)偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)”；另一(yi)(yi)個(ge)裝置在物鏡(jing)(jing)(jing)與目鏡(jing)(jing)(jing)之間的(de)(de)(de)叫“檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)”，有(you)手(shou)柄伸手(shou)鏡(jing)(jing)(jing)筒或中(zhong)間附件(jian)外方(fang)(fang)以(yi)便操(cao)作，其(qi)上有(you)旋轉(zhuan)角的(de)(de)(de)刻(ke)度(du)。 從光(guang)源(yuan)射出的(de)(de)(de)光(guang)線通(tong)(tong)過(guo)(guo)兩(liang)個(ge)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)時，如(ru)(ru)果(guo)起(qi)偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)與檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)方(fang)(fang)向互(hu)相平(ping)行(xing)(xing)，即處(chu)于(yu)“平(ping)行(xing)(xing)檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)位(wei)”的(de)(de)(de)情況(kuang)下，則(ze)(ze)視(shi)場(chang)最為明亮。反之，若兩(liang)者互(hu)相垂(chui)直(zhi)，即處(chu)于(yu)“正交(jiao)校偏(pian)(pian)位(wei)”的(de)(de)(de)情況(kuang)下，則(ze)(ze)視(shi)場(chang)完(wan)全黑暗，如(ru)(ru)果(guo)兩(liang)者傾(qing)斜(xie)，則(ze)(ze)視(shi)場(chang)表(biao)明出中(zhong)等程度(du)的(de)(de)(de)亮度(du)。由此可(ke)知，起(qi)偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)所形成的(de)(de)(de)直(zhi)線偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)，如(ru)(ru)其(qi)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)方(fang)(fang)向與檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)方(fang)(fang)向平(ping)行(xing)(xing)，則(ze)(ze)能完(wan)全通(tong)(tong)過(guo)(guo)；如(ru)(ru)果(guo)偏(pian)(pian)斜(xie)，則(ze)(ze)只以(yi)通(tong)(tong)過(guo)(guo)一(yi)(yi)部分；如(ru)(ru)若垂(chui)直(zhi)，則(ze)(ze)完(wan)全不能通(tong)(tong)過(guo)(guo)。因此，在采用偏(pian)(pian)光(guang)顯(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)檢(jian)(jian)時，原則(ze)(ze)上要使起(qi)偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)與檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)處(chu)于(yu)正交(jiao)檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)位(wei)的(de)(de)(de)狀態下進行(xing)(xing)。

4、正交檢偏位下的雙折射體

在(zai)正(zheng)交(jiao)的(de)(de)(de)情況下，視(shi)場是黑(hei)暗的(de)(de)(de)，如果被檢物(wu)體(ti)在(zai)光(guang)(guang)學上表現為(wei)各(ge)向(xiang)(xiang)同性(xing)（單折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)體(ti)），無論(lun)怎樣旋轉載物(wu)臺，視(shi)場仍(reng)為(wei)黑(hei)暗，這(zhe)是因為(wei)起(qi)(qi)偏(pian)鏡(jing)所形成的(de)(de)(de)線(xian)偏(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)發生(sheng)變(bian)化，仍(reng)然與檢偏(pian)鏡(jing)的(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)互相垂直的(de)(de)(de)緣故。若被檢物(wu)體(ti)具(ju)有雙折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)特性(xing)或含有具(ju)雙折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)特性(xing)的(de)(de)(de)物(wu)質，則具(ju)雙折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)特性(xing)的(de)(de)(de)地方(fang)視(shi)場變(bian)亮，這(zhe)是因為(wei)從起(qi)(qi)偏(pian)鏡(jing)射(she)(she)(she)出的(de)(de)(de)直線(xian)偏(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)進入雙折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)體(ti)后(hou)，產生(sheng)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)兩種(zhong)直線(xian)偏(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)，當這(zhe)兩種(zhong)光(guang)(guang)通過檢偏(pian)鏡(jing)時，由于(yu)另(ling)一束光(guang)(guang)并不(bu)(bu)(bu)與檢偏(pian)鏡(jing)偏(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)方(fang)向(xiang)(xiang)正(zheng)交(jiao)，可透過檢偏(pian)鏡(jing)，就能使人眼看到明亮的(de)(de)(de)象。光(guang)(guang)線(xian)通過雙折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)體(ti)時，所形成兩種(zhong)偏(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)，依物(wu)體(ti)的(de)(de)(de)種(zhong)類而有不(bu)(bu)(bu)同。

雙(shuang)折(zhe)射(she)體(ti)(ti)(ti)(ti)在(zai)正交情況下，旋轉載(zai)物臺(tai)時(shi)(shi)，雙(shuang)折(zhe)射(she)體(ti)(ti)(ti)(ti)的象在(zai)360°的旋轉中有四次明暗變(bian)化(hua)，每隔90°變(bian)暗一次。變(bian)暗的位置(zhi)是雙(shuang)折(zhe)射(she)體(ti)(ti)(ti)(ti)的兩(liang)個振(zhen)動(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)與兩(liang)個偏(pian)振(zhen)鏡(jing)的振(zhen)動(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)相一致的位置(zhi)，稱為“消光(guang)位置(zhi)”從消光(guang)位置(zhi)旋轉45°，被(bei)檢(jian)物體(ti)(ti)(ti)(ti)變(bian)為最(zui)亮，這就(jiu)是“對角(jiao)位置(zhi)”，這是因為偏(pian)離45°時(shi)(shi)，偏(pian)振(zhen)光(guang)到達(da)該物體(ti)(ti)(ti)(ti)時(shi)(shi)，分(fen)解出(chu)部分(fen)光(guang)線(xian)可(ke)以通過(guo)檢(jian)偏(pian)鏡(jing)，故而明亮。根據上(shang)述基本原理，利用偏(pian)光(guang)顯微術就(jiu)可(ke)能判(pan)斷各向(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)性（單折(zhe)射(she)體(ti)(ti)(ti)(ti)）和各向(xiang)(xiang)(xiang)異性（雙(shuang)折(zhe)射(she)體(ti)(ti)(ti)(ti)）物質(zhi)。

5、干涉色

在正交檢偏位情況下，用(yong)各種不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)波(bo)長的(de)混合光(guang)線為光(guang)源(yuan)觀(guan)察雙折射體，在旋(xuan)轉載物(wu)臺(tai)時(shi)，視場中不(bu)(bu)(bu)僅(jin)出(chu)現最亮(liang)的(de)對角位置，而(er)且還會(hui)看到顏(yan)色(se)(se)(se)。出(chu)現顏(yan)色(se)(se)(se)的(de)原因，主要是(shi)由(you)(you)干(gan)涉色(se)(se)(se)而(er)造成（當然也可(ke)能被檢物(wu)體本身并非(fei)無(wu)色(se)(se)(se)透(tou)明）。干(gan)涉色(se)(se)(se)的(de)分布(bu)特點決定于雙折射體的(de)種類和它的(de)厚度(du)，是(shi)由(you)(you)于相應推遲對不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)顏(yan)色(se)(se)(se)光(guang)的(de)波(bo)長的(de)依賴(lai)關系(xi)，如果(guo)被檢物(wu)體的(de)某個區(qu)域(yu)的(de)推遲和另一(yi)區(qu)域(yu)的(de)推遲不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)，則透(tou)過(guo)檢偏鏡光(guang)的(de)顏(yan)色(se)(se)(se)也就(jiu)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)。

偏光顯微鏡使用注意事項

1、試驗(yan)室應具備(bei)三防(fang)條件：防(fang)震（遠離(li)震源）、防(fang)潮(chao)（使用空(kong)調、干燥(zao)器）、防(fang)塵(chen)（地(di)面鋪上地(di)板）。電(dian)源：220V+-10%，50HZ溫(wen)度(du)：0度(du)-40度(du).

2、調(diao)焦(jiao)時(shi)注意不要使物鏡碰到試樣(yang)，以免劃傷物鏡。

3、當載(zai)物臺墊(dian)片圓孔(kong)中(zhong)心的位(wei)置(zhi)靠近物鏡(jing)(jing)中(zhong)心位(wei)置(zhi)時(shi)不(bu)要切換(huan)物鏡(jing)(jing)，以免(mian)劃傷物鏡(jing)(jing)。

4、亮度(du)調整切忌忽大忽小，也(ye)不要過亮，影(ying)響燈(deng)泡的使用壽命，同時也(ye)有損視力(li)。

5、所有功能切換(huan)，動作要(yao)輕，要(yao)到位(wei)。

6、關機時要將亮度調到最小。

7、非(fei)專(zhuan)業人員不要(yao)調整照明系(xi)統（燈絲位(wei)置燈），以免(mian)影響成像質量。

8、更換鹵素燈時(shi)要注(zhu)意高溫，以(yi)免(mian)灼傷；注(zhu)意不要用手直接接觸鹵素燈的(de)玻璃體。

9、關機不使用時(shi)，將物鏡通過調焦機構調整到最低狀(zhuang)態。

10、關機不(bu)使用時，不(bu)要立即(ji)該蓋防塵罩(zhao)，待(dai)冷卻后(hou)再蓋，注意防火(huo)。

11、不經常使用(yong)的光學部件放置于(yu)干燥皿內。

12、非專業人員不(bu)要嘗試(shi)擦(ca)偏光顯微(wei)鏡物(wu)鏡及其它光學部件。目鏡可以用脫脂棉簽蘸1:1比例（無(wu)水酒精(jing)：乙醚）混合液(ye)體(ti)甩干后擦(ca)拭，不(bu)要用其他(ta)液(ye)體(ti)，以免損傷(shang)目鏡。

偏光顯微鏡和普通顯微鏡的區別

偏(pian)(pian)光(guang)顯(xian)微鏡(jing)(jing)與普(pu)通(tong)顯(xian)微鏡(jing)(jing)的(de)(de)主要(yao)區(qu)別在偏(pian)(pian)光(guang)顯(xian)微鏡(jing)(jing)上裝有兩個光(guang)元件，即(ji)起偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)和檢(jian)偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)，因此偏(pian)(pian)光(guang)顯(xian)微鏡(jing)(jing)的(de)(de)構造比(bi)生物(wu)顯(xian)微鏡(jing)(jing)要(yao)復(fu)雜一些(xie)。偏(pian)(pian)光(guang)顯(xian)微鏡(jing)(jing)就(jiu)是借著這兩只偏(pian)(pian)振(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)的(de)(de)作(zuo)用(yong)而實現對晶體光(guang)學特(te)性的(de)(de)分析和檢(jian)驗(yan)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。

偏(pian)(pian)光(guang)顯(xian)微(wei)(wei)鏡在檢驗晶(jing)體(ti)時(shi)，是(shi)把晶(jing)體(ti)放(fang)在起偏(pian)(pian)振(zhen)鏡和(he)檢偏(pian)(pian)振(zhen)鏡之(zhi)間的載物(wu)臺上，其起偏(pian)(pian)振(zhen)鏡置于(yu)(yu)聚光(guang)鏡下面(mian)，而檢偏(pian)(pian)振(zhen)鏡置于(yu)(yu)物(wu)鏡上面(mian)，在鏡檢前，兩偏(pian)(pian)振(zhen)鏡的振(zhen)動面(mian)應互為垂直（正交），則視場是(shi)黑暗的利(li)用(yong)光(guang)的偏(pian)(pian)振(zhen)這種特殊性質，應用(yong)于(yu)(yu)顯(xian)微(wei)(wei)成象技術中，促(cu)進了晶(jing)體(ti)光(guang)學迅速(su)地發展。利(li)用(yong)晶(jing)體(ti)光(guang)學的原理和(he)方(fang)(fang)法來研(yan)究礦(kuang)物(wu)、巖石、熔渣、耐火(huo)材料等既方(fang)(fang)便(bian)又精確，因此廣泛應用(yong)于(yu)(yu)地質研(yan)究和(he)金相研(yan)究中。利(li)用(yong)偏(pian)(pian)光(guang)顯(xian)微(wei)(wei)鏡觀察基本上有兩種方(fang)(fang)法：

1、用小孔徑照明光束來照明物體(ti)，此(ci)時可(ke)以認為所(suo)有(you)的光束都是與物體(ti)平面垂直，可(ke)用目鏡直接(jie)觀察(cha)物體(ti)所(suo)成的象(xiang)。

2、用(yong)大孔徑(jing)會(hui)聚光束來照(zhao)明物體，此(ci)時在物鏡(jing)(jing)(jing)的(de)出瞳將產生(sheng)表示被觀察物體性質的(de)干涉現象，利用(yong)一(yi)種叫做“貝(bei)爾特(te)蘭透鏡(jing)(jing)(jing)”的(de)補(bu)助鏡(jing)(jing)(jing)和目鏡(jing)(jing)(jing)觀察在物鏡(jing)(jing)(jing)出瞳處形成的(de)干涉圖象。