偏光顯微鏡原理

1、單折射性與雙折射性

光(guang)(guang)線通(tong)過(guo)某一物(wu)(wu)質時(shi)(shi)，如光(guang)(guang)的性(xing)質和進路(lu)不因(yin)照(zhao)射(she)(she)方向(xiang)(xiang)(xiang)而改變，這(zhe)種物(wu)(wu)質在光(guang)(guang)學上(shang)(shang)就(jiu)具(ju)有(you)“各(ge)向(xiang)(xiang)(xiang)同性(xing)”，又(you)稱單(dan)折射(she)(she)體(ti)(ti)(ti)，如普通(tong)氣體(ti)(ti)(ti)、液體(ti)(ti)(ti)以及(ji)非結(jie)晶性(xing)固體(ti)(ti)(ti)；若光(guang)(guang)線通(tong)過(guo)另一物(wu)(wu)質時(shi)(shi)，光(guang)(guang)的速度、折射(she)(she)率(lv)、吸收性(xing)和偏振、振幅等因(yin)照(zhao)射(she)(she)方向(xiang)(xiang)(xiang)而有(you)不同，這(zhe)種物(wu)(wu)質在光(guang)(guang)學上(shang)(shang)則具(ju)有(you)“各(ge)向(xiang)(xiang)(xiang)異性(xing)”，又(you)稱雙折射(she)(she)體(ti)(ti)(ti)，如晶體(ti)(ti)(ti)、纖維(wei)等。

2、光的偏振現象

光波(bo)根(gen)據振動(dong)的特點(dian)(dian)，可(ke)分為(wei)自然光與偏(pian)振光。自然光的振動(dong)特點(dian)(dian)是在垂直光波(bo)傳導軸上具有許多振動(dong)面，各平面上振動(dong)的振幅分布相同(tong)；自然光經過(guo)反射(she)、折射(she)、雙折射(she)及(ji)吸收(shou)等作(zuo)用，可(ke)得(de)到(dao)只在一個方向上振動(dong)的光波(bo)，這(zhe)種光波(bo)則稱為(wei)“偏(pian)光”或“偏(pian)振光”。

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3、偏光的產生及其作用

偏(pian)光(guang)顯微(wei)鏡(jing)(jing)最重要的(de)(de)部件是偏(pian)光(guang)裝置(zhi)——起偏(pian)器和檢偏(pian)器。過去兩者(zhe)均為尼科(ke)爾(Nicola)棱鏡(jing)(jing)組成，它(ta)是由(you)天然的(de)(de)方(fang)解石制(zhi)(zhi)作(zuo)而(er)成，但由(you)于(yu)受(shou)到(dao)晶體體積較(jiao)大的(de)(de)限制(zhi)(zhi)，難以取得較(jiao)大面積的(de)(de)偏(pian)振(zhen)，偏(pian)光(guang)顯微(wei)鏡(jing)(jing)則采用人(ren)造(zao)偏(pian)振(zhen)鏡(jing)(jing)來代替尼科(ke)爾梭鏡(jing)(jing)。 人(ren)造(zao)偏(pian)振(zhen)鏡(jing)(jing)是以硫酸喹啉(lin)又名(ming)Herapathite的(de)(de)晶體制(zhi)(zhi)作(zuo)而(er)成，呈綠橄欖色。當普(pu)通(tong)光(guang)通(tong)過它(ta)后(hou)，就能獲得只(zhi)在一直(zhi)線上振(zhen)動的(de)(de)直(zhi)線偏(pian)振(zhen)光(guang)。

偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)顯微鏡(jing)(jing)(jing)(jing)有(you)兩個(ge)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)振鏡(jing)(jing)(jing)(jing)，一(yi)個(ge)裝置(zhi)在光(guang)(guang)(guang)源(yuan)與被檢(jian)物(wu)(wu)體之間(jian)(jian)的(de)叫“起(qi)(qi)(qi)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)”；另一(yi)個(ge)裝置(zhi)在物(wu)(wu)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)與目鏡(jing)(jing)(jing)(jing)之間(jian)(jian)的(de)叫“檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)”，有(you)手柄伸手鏡(jing)(jing)(jing)(jing)筒或中(zhong)間(jian)(jian)附件外方(fang)(fang)以便操作，其(qi)(qi)上有(you)旋轉角的(de)刻度(du)。 從光(guang)(guang)(guang)源(yuan)射出的(de)光(guang)(guang)(guang)線通(tong)過(guo)(guo)兩個(ge)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)振鏡(jing)(jing)(jing)(jing)時，如果起(qi)(qi)(qi)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)與檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)振動方(fang)(fang)向互(hu)相平行(xing)，即(ji)處于(yu)“平行(xing)檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)位”的(de)情況下，則(ze)(ze)(ze)(ze)視場最為明(ming)亮(liang)。反之，若兩者(zhe)互(hu)相垂(chui)直，即(ji)處于(yu)“正交校(xiao)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)位”的(de)情況下，則(ze)(ze)(ze)(ze)視場完(wan)全(quan)黑暗，如果兩者(zhe)傾斜(xie)，則(ze)(ze)(ze)(ze)視場表明(ming)出中(zhong)等程(cheng)度(du)的(de)亮(liang)度(du)。由此(ci)可知，起(qi)(qi)(qi)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)所形成的(de)直線偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)振光(guang)(guang)(guang)，如其(qi)(qi)振動方(fang)(fang)向與檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)振動方(fang)(fang)向平行(xing)，則(ze)(ze)(ze)(ze)能完(wan)全(quan)通(tong)過(guo)(guo)；如果偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)斜(xie)，則(ze)(ze)(ze)(ze)只以通(tong)過(guo)(guo)一(yi)部分(fen)；如若垂(chui)直，則(ze)(ze)(ze)(ze)完(wan)全(quan)不能通(tong)過(guo)(guo)。因此(ci)，在采用(yong)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)顯微鏡(jing)(jing)(jing)(jing)檢(jian)時，原則(ze)(ze)(ze)(ze)上要使起(qi)(qi)(qi)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)與檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)處于(yu)正交檢(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)位的(de)狀態下進(jin)行(xing)。

4、正交檢偏位下的雙折射體

在正交(jiao)的(de)(de)情況下，視(shi)場(chang)是(shi)黑暗的(de)(de)，如果被檢(jian)(jian)物(wu)(wu)體在光(guang)學上表現為(wei)(wei)各向(xiang)同(tong)性(xing)（單折(zhe)射(she)(she)體），無論怎樣旋(xuan)轉載物(wu)(wu)臺，視(shi)場(chang)仍(reng)為(wei)(wei)黑暗，這是(shi)因為(wei)(wei)起偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)所形(xing)(xing)成的(de)(de)線(xian)(xian)偏(pian)(pian)(pian)振光(guang)的(de)(de)振動(dong)方(fang)(fang)向(xiang)不(bu)發生變(bian)化，仍(reng)然與(yu)檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)的(de)(de)振動(dong)方(fang)(fang)向(xiang)互相(xiang)垂直(zhi)的(de)(de)緣故。若被檢(jian)(jian)物(wu)(wu)體具有雙折(zhe)射(she)(she)特(te)性(xing)或含有具雙折(zhe)射(she)(she)特(te)性(xing)的(de)(de)物(wu)(wu)質，則具雙折(zhe)射(she)(she)特(te)性(xing)的(de)(de)地方(fang)(fang)視(shi)場(chang)變(bian)亮，這是(shi)因為(wei)(wei)從起偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)射(she)(she)出(chu)的(de)(de)直(zhi)線(xian)(xian)偏(pian)(pian)(pian)振光(guang)進入雙折(zhe)射(she)(she)體后，產生振動(dong)方(fang)(fang)向(xiang)不(bu)同(tong)的(de)(de)兩種(zhong)(zhong)直(zhi)線(xian)(xian)偏(pian)(pian)(pian)振光(guang)，當這兩種(zhong)(zhong)光(guang)通(tong)過檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)時，由于另一束光(guang)并不(bu)與(yu)檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)偏(pian)(pian)(pian)振方(fang)(fang)向(xiang)正交(jiao)，可(ke)透過檢(jian)(jian)偏(pian)(pian)(pian)鏡(jing)(jing)，就能使(shi)人眼(yan)看到明亮的(de)(de)象。光(guang)線(xian)(xian)通(tong)過雙折(zhe)射(she)(she)體時，所形(xing)(xing)成兩種(zhong)(zhong)偏(pian)(pian)(pian)振光(guang)的(de)(de)振動(dong)方(fang)(fang)向(xiang)，依物(wu)(wu)體的(de)(de)種(zhong)(zhong)類而(er)有不(bu)同(tong)。

雙折(zhe)(zhe)射體(ti)(ti)在正交情況下，旋轉(zhuan)載物臺時，雙折(zhe)(zhe)射體(ti)(ti)的(de)(de)象在360°的(de)(de)旋轉(zhuan)中有(you)四次明(ming)暗(an)變化，每隔90°變暗(an)一次。變暗(an)的(de)(de)位置(zhi)是雙折(zhe)(zhe)射體(ti)(ti)的(de)(de)兩個(ge)振動(dong)方向(xiang)與兩個(ge)偏振鏡(jing)的(de)(de)振動(dong)方向(xiang)相一致的(de)(de)位置(zhi)，稱為“消(xiao)光(guang)位置(zhi)”從消(xiao)光(guang)位置(zhi)旋轉(zhuan)45°，被檢物體(ti)(ti)變為最(zui)亮，這就是“對角位置(zhi)”，這是因為偏離45°時，偏振光(guang)到達該物體(ti)(ti)時，分(fen)(fen)解出(chu)部分(fen)(fen)光(guang)線(xian)可以(yi)通過檢偏鏡(jing)，故而明(ming)亮。根據上述基本原理(li)，利用(yong)偏光(guang)顯微術就可能判斷各向(xiang)同性（單折(zhe)(zhe)射體(ti)(ti)）和(he)各向(xiang)異性（雙折(zhe)(zhe)射體(ti)(ti)）物質(zhi)。

5、干涉色

在(zai)正交(jiao)檢(jian)偏(pian)位(wei)情況下，用(yong)各(ge)種不(bu)(bu)同(tong)波(bo)長(chang)的(de)混合光(guang)線為光(guang)源觀察(cha)雙(shuang)折射體(ti)，在(zai)旋轉(zhuan)載物(wu)(wu)臺時，視場中不(bu)(bu)僅(jin)出現最亮的(de)對(dui)角位(wei)置，而(er)(er)且還(huan)會看到顏(yan)(yan)(yan)色(se)。出現顏(yan)(yan)(yan)色(se)的(de)原因(yin)，主要是(shi)由干涉色(se)而(er)(er)造成（當然(ran)也可能被檢(jian)物(wu)(wu)體(ti)本身并非無色(se)透(tou)明）。干涉色(se)的(de)分布特點決定于(yu)雙(shuang)折射體(ti)的(de)種類和(he)它(ta)的(de)厚度，是(shi)由于(yu)相應推(tui)遲對(dui)不(bu)(bu)同(tong)顏(yan)(yan)(yan)色(se)光(guang)的(de)波(bo)長(chang)的(de)依(yi)賴關(guan)系，如果被檢(jian)物(wu)(wu)體(ti)的(de)某個(ge)區(qu)域的(de)推(tui)遲和(he)另一(yi)區(qu)域的(de)推(tui)遲不(bu)(bu)同(tong)，則透(tou)過檢(jian)偏(pian)鏡光(guang)的(de)顏(yan)(yan)(yan)色(se)也就不(bu)(bu)同(tong)。

偏光顯微鏡使用注意事項

1、試驗室(shi)應具備三防(fang)(fang)條件：防(fang)(fang)震（遠離震源）、防(fang)(fang)潮（使用空調、干燥器(qi)）、防(fang)(fang)塵(chen)（地面鋪上地板）。電源：220V+-10%，50HZ溫(wen)度：0度-40度.

2、調焦時(shi)注意不要使(shi)物(wu)鏡(jing)碰到(dao)試(shi)樣，以免劃傷物(wu)鏡(jing)。

3、當載(zai)物臺墊片圓孔中心的位(wei)置(zhi)靠近物鏡(jing)中心位(wei)置(zhi)時不(bu)要(yao)切換(huan)物鏡(jing)，以(yi)免劃傷(shang)物鏡(jing)。

4、亮(liang)度調整切(qie)忌忽(hu)大忽(hu)小，也不要過亮(liang)，影響燈泡(pao)的(de)使用壽(shou)命，同時也有(you)損視(shi)力。

5、所有功(gong)能切(qie)換(huan)，動作要(yao)輕(qing)，要(yao)到位。

6、關機(ji)時(shi)要(yao)將亮度(du)調到(dao)最小。

7、非專業(ye)人(ren)員不要調整照明(ming)系統（燈(deng)絲位置燈(deng)），以(yi)免影響成像(xiang)質(zhi)量(liang)。

8、更換鹵(lu)素(su)燈(deng)時要注意高溫，以免灼傷；注意不(bu)要用手直接(jie)接(jie)觸鹵(lu)素(su)燈(deng)的玻璃體(ti)。

9、關機不(bu)使用時，將物鏡通過調焦機構調整到最低狀態。

10、關機(ji)不(bu)使(shi)用時，不(bu)要立即(ji)該蓋(gai)防(fang)塵罩，待(dai)冷卻后再(zai)蓋(gai)，注意防(fang)火。

11、不經常使用(yong)的光(guang)學部件(jian)放(fang)置(zhi)于干燥皿內。

12、非專業(ye)人員不要(yao)嘗試(shi)擦偏光顯微(wei)鏡物(wu)鏡及其(qi)它光學部件。目(mu)鏡可以用脫脂棉簽蘸1:1比例（無(wu)水酒精：乙醚）混合液(ye)(ye)體甩干后擦拭(shi)，不要(yao)用其(qi)他液(ye)(ye)體，以免損傷目(mu)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)與普(pu)通顯(xian)微鏡(jing)的(de)主要(yao)區(qu)別在偏(pian)(pian)光(guang)顯(xian)微鏡(jing)上裝(zhuang)有兩個光(guang)元件，即起偏(pian)(pian)振(zhen)鏡(jing)和檢偏(pian)(pian)振(zhen)鏡(jing)，因此(ci)偏(pian)(pian)光(guang)顯(xian)微鏡(jing)的(de)構造比生物顯(xian)微鏡(jing)要(yao)復雜一些。偏(pian)(pian)光(guang)顯(xian)微鏡(jing)就是(shi)借(jie)著這兩只偏(pian)(pian)振(zhen)鏡(jing)的(de)作用而實現對晶體光(guang)學特性(xing)的(de)分析和檢驗(yan)的(de)目的(de)。

偏(pian)光(guang)(guang)顯微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)在檢驗晶體時，是把晶體放在起(qi)偏(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)和檢偏(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)之間的(de)(de)載物臺上，其起(qi)偏(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)置(zhi)于(yu)聚光(guang)(guang)鏡(jing)(jing)(jing)下面，而檢偏(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)置(zhi)于(yu)物鏡(jing)(jing)(jing)上面，在鏡(jing)(jing)(jing)檢前，兩偏(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)動面應(ying)互為垂(chui)直（正交），則(ze)視場是黑暗的(de)(de)利用光(guang)(guang)的(de)(de)偏(pian)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)這種特(te)殊性質(zhi)，應(ying)用于(yu)顯微(wei)成象技術中(zhong)，促進了晶體光(guang)(guang)學迅速地(di)發展。利用晶體光(guang)(guang)學的(de)(de)原理(li)和方法來研(yan)究礦(kuang)物、巖石(shi)、熔渣、耐火(huo)材料(liao)等既(ji)方便又精確(que)，因此(ci)廣泛應(ying)用于(yu)地(di)質(zhi)研(yan)究和金相(xiang)研(yan)究中(zhong)。利用偏(pian)光(guang)(guang)顯微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)觀察(cha)基本上有兩種方法：

1、用(yong)小孔徑照明光束(shu)來照明物體，此(ci)時可以認為所有的光束(shu)都是與(yu)物體平面垂(chui)直(zhi)，可用(yong)目鏡直(zhi)接(jie)觀察物體所成的象。

2、用(yong)大孔徑(jing)會聚光束來照明物體(ti)，此時在(zai)物鏡(jing)(jing)的出(chu)瞳(tong)(tong)將(jiang)產生表示被觀察(cha)物體(ti)性質的干涉(she)現象(xiang)，利用(yong)一種(zhong)叫(jiao)做“貝(bei)爾特(te)蘭透鏡(jing)(jing)”的補助鏡(jing)(jing)和(he)目鏡(jing)(jing)觀察(cha)在(zai)物鏡(jing)(jing)出(chu)瞳(tong)(tong)處形成的干涉(she)圖象(xiang)。