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什么是偏光顯微鏡

2024/11/21 11:59:28

偏光光學(xué)顯微鏡是選擇性地觀察光的偏振狀態(tài)的光學(xué)顯微鏡。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用的光學(xué)顯微鏡通過目鏡觀察物質(zhì)反射的所有光。光是一種波，電場和磁場在垂直于傳播方向的方向上振蕩。電場沿規(guī)則方向振動(dòng)的光稱為偏振光。偏光顯微鏡觀察從材料反射并沿特定方向振動(dòng)的偏振光。

通過將線偏振光照射到材料上，可以觀察到偏振態(tài)的顏色或亮度變化。通過選擇偏振光并用顯微鏡觀察，可以識別物質(zhì)的狀態(tài)和成分。

偏光顯微鏡的應(yīng)用
偏光顯微鏡*初用于了解礦物的狀態(tài)和成分，但現(xiàn)在也用于聚合物、生物技術(shù)等領(lǐng)域的開發(fā)。偏振態(tài)的變化反映了分子取向和晶體結(jié)構(gòu)，使得評估聚合物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)成為可能。此外，通過與溫度控制裝置組合，可以觀察相變行為。

使用偏光顯微鏡的主要發(fā)現(xiàn)是液晶。液晶是液體，但具有與固體相似的分子排列，人們首先使用偏光顯微鏡觀察到液晶，從而導(dǎo)致了當(dāng)今液晶電視的發(fā)展。

此外，許多生物材料具有與液晶相同的狀態(tài)和分子結(jié)構(gòu)，人們認(rèn)為偏光顯微鏡將繼續(xù)應(yīng)用于醫(yī)療和制藥領(lǐng)域。

偏光顯微鏡原理
偏光顯微鏡使用選擇光偏振的濾光片，從而獲得反映樣品光學(xué)特性的光學(xué)顯微鏡圖像。

1. 偏光顯微鏡的配置
典型的光學(xué)顯微鏡由光源、樣品臺、物鏡等組成。從光源發(fā)出的光照射到物質(zhì)上，進(jìn)入物鏡，并可以通過目鏡觀察。偏光顯微鏡的原理與光學(xué)顯微鏡基本相同，但不同的是在光源和樣品之間有兩片稱為起偏器（偏光鏡）的偏光板，在物鏡之間有一個(gè)稱為檢偏器（分析器）的偏光板。重點(diǎn)是安裝了鏡頭和目鏡。

光源發(fā)出的光是自然光，與熒光燈照明一樣，包括各個(gè)方向。該光穿過偏振器，將其轉(zhuǎn)換為偏振光，并將其照射到要觀察的材料上。穿過材料時(shí)方向發(fā)生變化的偏振光，通過與起偏器垂直的正交尼科耳配置的檢偏器，可以被觀察到。

2. 偏光顯微鏡圖像
用偏光顯微鏡觀察折射率不存在各向異性的樣品時(shí)，從起偏器發(fā)出的線偏振光的偏振態(tài)不改變，不能通過檢偏器，因此通過目鏡觀察時(shí)的視野是暗的。。

當(dāng)觀察折射率根據(jù)偏振方向（雙折射）而不同的樣品時(shí)，當(dāng)入射的線偏振光的振動(dòng)方向與樣品的光軸一致時(shí)，入射光的偏振狀態(tài)發(fā)生變化。暗場如上。另一方面，當(dāng)入射光的振動(dòng)方向與樣品的光軸不同時(shí)，由于樣品的雙折射，入射光被分成兩個(gè)偏振分量，并且所得分量處于與樣品不同的偏振態(tài)。在通過樣品之前。偏振狀態(tài)的變化導(dǎo)致光穿過分析器，從而產(chǎn)生亮場。

偏光顯微鏡圖像出現(xiàn)彩色的原因是由于樣品的雙折射而分裂的兩束光之間的光程差。在偏光顯微鏡中，放置材料的載物臺可以旋轉(zhuǎn) 360°，以改變偏光施加到樣品光軸的角度。

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