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偏光顯微鏡

偏光顯微鏡（Polarizing microscope）是用于研究所謂透明與不透明各向異性材料的一種顯微鏡，在地質(zhì)學(xué)等理工科專業(yè)中有重要應(yīng)用。凡具有雙折射的物質(zhì)，在偏光顯微鏡下就能分辨的清楚，當然這些物質(zhì)也可用染色法來進行觀察，但有些則不可用，而必須利用偏光顯微鏡。反射偏光顯微鏡是利用光的偏振特性對具有雙折射性物質(zhì)進行研究鑒定的*儀器， 可供廣大用戶做單偏光觀察，正交偏光觀察，錐光觀察。

主要特點

將普通光改變?yōu)?/span>偏振光進行鏡檢的方法，以鑒別某一物質(zhì)是單折射（各向同性）或雙折射性（各向異性）。雙折射性是晶體的基本特性。因此，偏光顯微鏡被廣泛地應(yīng)用在礦物、化學(xué)等領(lǐng)域，在生物學(xué)和植物學(xué)也有應(yīng)用。

偏光顯微是鑒定物質(zhì)細微結(jié)構(gòu)光學(xué)性質(zhì)的一種顯微鏡。凡具有雙折射性的物質(zhì)，在偏光顯微鏡下就能分辨的清楚，當然這些物質(zhì)也可用染色法來進行觀察，但有些則不可能，而必須利用偏光顯微鏡。

偏光顯微鏡的特點，就是將普通光改變?yōu)槠窆膺M行鏡檢的方法，以鑒別某一物質(zhì)是單折射性（各向同性）或雙折射性（各向異性）。

雙折射性是晶體的基本特征。因此，偏光顯微鏡被廣泛地應(yīng)用在礦物、高分子、纖維、玻璃、半導(dǎo)體、化學(xué)等領(lǐng)域。在生物學(xué)中，很多結(jié)構(gòu)也具有雙折射性，這就需要利用偏光顯微鏡加以區(qū)分。在植物學(xué)方面，如鑒別纖維、染色體、紡錘絲、淀粉粒、細胞壁以及細胞質(zhì)與組織中是否含有晶體等。在植物病理上，病菌的入侵，常引起組織內(nèi)化學(xué)性質(zhì)的改變，可以偏光顯微術(shù)進行鑒別。

偏光顯微鏡基本原理

（一）單折射性與雙折射性：光線通過某一物質(zhì)時，如光的性質(zhì)和進路不因照射方向而改變，這種物質(zhì)在光學(xué)上就具有“各向同性”，又稱單折射體，如普通氣體、液體以及非結(jié)晶性固體；若光線通過另一物質(zhì)時，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，這種物質(zhì)在光學(xué)上則具有“各向異性”，又稱雙折射體，如晶體、纖維等。

（二）光的偏振現(xiàn)象：光波根據(jù)振動的特點，可分為自然光與偏振光。自然光的振動特點是在垂直光波傳導(dǎo)軸上具有許多振動面，各平面上振動的振幅分布相同；自然光經(jīng)過反射、折射、雙折射及吸收等作用，可得到只在一個方向上振動的光波，這種光波則稱為“偏光”或“偏振光”。

（三）偏光的產(chǎn)生及其作用：偏光顯微鏡重要的部件是偏光裝置——起偏器和檢偏器。過去兩者均為尼科爾(Nicola)棱鏡組成，它是由天然的方解石制作而成，但由于受到晶體體積較大的限制，難以取得較大面積的偏振，偏光顯微鏡則采用人造偏振鏡來代替尼科爾梭鏡。 人造偏振鏡是以硫酸喹啉又名Herapathite的晶體制作而成，呈綠橄欖色。當普通光通過它后，就能獲得只在一直線上振動的直線偏振光。 偏光顯微鏡有兩個偏振鏡，一個裝置在光源與被檢物體之間的叫“起偏鏡”；另一個裝置在物鏡與目鏡之間的叫“檢偏鏡”，有手柄伸手鏡筒或中間附件外方以便操作，其上有旋轉(zhuǎn)角的刻度。 從光源射出的光線通過兩個偏振鏡時，如果起偏鏡與檢偏鏡的振動方向互相平行，即處于“平行檢偏位”的情況下，則視場明亮。反之，若兩者互相垂直，即處于“正交校偏位”的情況下，則視場*黑暗，如果兩者傾斜，則視場表明出中等程度的亮度。由此可知，起偏鏡所形成的直線偏振光，如其振動方向與檢偏鏡的振動方向平行，則能*通過；如果偏斜，則只以通過一部分；如若垂直，則*不能通過。因此，在采用偏光顯微鏡檢時，原則上要使起偏鏡與檢偏鏡處于正交檢偏位的狀態(tài)下進行。

（四）正交檢偏位下的雙折射體：在正交的情況下，視場是黑暗的，如果被檢物體在光學(xué)上表現(xiàn)為各向同性（單折射體），無論怎樣旋轉(zhuǎn)載物臺，視場仍為黑暗，這是因為起偏鏡所形成的線偏振光的振動方向不發(fā)生變化，仍然與檢偏鏡的振動方向互相垂直的緣故。若被檢物體具有雙折射特性或 含有具雙折射特性的物質(zhì)，則具雙折射特性的地方視場變亮，這是因為從起偏鏡射出的直線偏振光進入雙折射體后，產(chǎn)生振動方向不同的兩種直線偏振光，當這兩種光通過檢偏鏡時，由于另一束光并不與檢偏鏡偏振方向正交，可透過檢偏鏡，就能使人眼看到明亮的象。光線通過雙折射體時，所形成兩種偏振光的振動方向，依物體的種類而有不同。

雙折射體在正交情況下，旋轉(zhuǎn)載物臺時，雙折射體的象在360°的旋轉(zhuǎn)中有四次明暗變化，每隔90°變暗一次。變暗的位置是雙折射體的兩個振動方向與兩個偏振鏡的振動方向相一致的位置，稱為“消光位置”從消光位置旋轉(zhuǎn)45°，被檢物體變?yōu)榱?，這就是“對角位置”，這是因為偏離45°時，偏振光到達該物體時，分解出部分光線可以通過檢偏鏡，故而明亮。根據(jù)上述基本原理，利用偏光顯微術(shù)就可能判斷各向同性（單折射體）和各向異性（雙折射體）物質(zhì)。

（五）干涉色：在正交檢偏位情況下，用各種不同波長的混合光線為光源觀察雙折射體，在旋轉(zhuǎn)載物臺時，視場中不僅出現(xiàn)亮的對角位置，而且還會看到顏色。出現(xiàn)顏色的原因，主要是由干涉色而造成（當然也可能被檢物體本身并非無色透明）。干涉色的分布特點決定于雙折射體的種類和它的厚度，是由于相應(yīng)推遲對不同顏色光的波長的依賴關(guān)系，如果被檢物體的某個區(qū)域的推遲和另一區(qū)域的推遲不同，則透過檢偏鏡光的顏色也就不同。 

偏光顯微鏡相關(guān)要求

偏光顯微鏡裝置要求

1、光源

采用單色光，因為光的速度，折射率，和干涉現(xiàn)象由于波長的不同而有差異。一般鏡檢可使用普通光。

2.物鏡：應(yīng)使用無應(yīng)消色差物鏡，因復(fù)消色差和半復(fù)消色差物鏡本身常發(fā)生偏振光。

3、目鏡

要帶有十字線的目鏡。

4、聚光鏡

為了取得平行偏光，應(yīng)使用能推出上透鏡的搖出式聚光鏡。

5、伯特蘭透鏡

聚光鏡光路中的輔助部件，這是把物體所有造成的初級相放大為次級相的輔助透鏡。它可保證用目鏡來觀察在物鏡后焦平面中形成的平涉圖樣。

偏光顯微鏡檢術(shù)要求

1、載物臺的中心與光軸同軸。

2、起偏鏡和檢偏鏡應(yīng)處于正交位置。

3、制片不宜過薄。

偏光顯微鏡校正振片

在實際操作中，偏正顯微鏡上下偏振鏡的振動方向要互相正交，或東西和南北方向，各自與目鏡十字絲的橫、縱方向一致。有時只用一個下偏振鏡來觀測，必須確定下偏振鏡的振動方向，因此操作時必須對偏振鏡進行校正。

1、目鏡十字絲的檢測

一般要檢查目鏡十字絲是否正交，以及是否與上下偏振鏡振動方向一致，同時選一塊解理和清晰的黑云母，移至目鏡十字絲的中心，將解理縫平行于十字絲的一根絲，記下載物臺的刻度數(shù)，再轉(zhuǎn)動載物臺使解理縫平行于另一十字絲，記下載物臺的刻度數(shù)，兩個刻度數(shù)之差為90°，說明十字絲正交。

2、下偏振鏡振動方向的確定和校正

一般用黑云母來檢查下偏振鏡的振動方向，這是因為黑云母是一種分布廣泛的透明礦物，在單偏光下很有特征：首先找一塊解理和清晰的黑云母，移至目鏡十字絲中心，推出上偏光鏡，轉(zhuǎn)動載物臺一周，觀察黑云母顏色的變化，因為黑云母對解理方向的振動光吸收強，所以使黑云母顏色達到深時，解理縫的方向就是下偏光鏡的振動方向。

3、上下偏振鏡正交的校正

下偏振鏡的方向校正好之后，取下薄片，推入上偏振鏡，觀察視域是否處于消光狀態(tài)，如果全黑，則表明上下偏光的振動方向互相正交，否則，上偏振鏡須進行校正，即轉(zhuǎn)動上偏振鏡，使視域達到暗為止。轉(zhuǎn)動時必須先松開上偏振鏡的止動螺絲，校正好后再擰緊。

偏光顯微鏡注意事項

為保證系統(tǒng)的使用壽命及可靠性，注意以下事項：

1.試驗室應(yīng)具備三防條件：防震(遠離震源)、防潮(使用空調(diào)、干燥器)、防塵(地面鋪上地板)；電源：220V+-10%,50HZ溫度：0度-40度.

2.調(diào)焦時注意不要使物鏡碰到試樣，以免劃傷物鏡。

3.當載物臺墊片圓孔中心的位置靠近物鏡中心位置時不要切換物鏡，以免劃傷物鏡。

4.亮度調(diào)整切忌忽大忽小，也不要過亮，影響燈泡的使用壽命，同時也有損視力。

5.所有(功能)切換，動作要輕，要到位。

6.關(guān)機時要將亮度調(diào)到小。

7.非專業(yè)人員不要調(diào)整照明系統(tǒng)(燈絲位置燈)，以免影響成像質(zhì)量。

8.更換鹵素?zé)魰r要注意高溫，以免灼傷；注意不要用手直接接觸鹵素?zé)舻牟Ａw。

9.關(guān)機不使用時，將物鏡通過調(diào)焦機構(gòu)調(diào)整到低狀態(tài)。

10.關(guān)機不使用時，不要立即該蓋防塵罩，待冷卻后再蓋，注意防火。

11.不經(jīng)常使用的光學(xué)部件放置于干燥皿內(nèi)。

12.非專業(yè)人員不要嘗試擦物鏡及其它光學(xué)部件。目鏡可以用脫脂棉簽蘸1:1比例(*：yimi)混合液體甩干后擦拭，不要用其他液體，以免損傷目鏡。

偏光顯微鏡偏光顯微鏡分類

1.偏光數(shù)碼顯微鏡，它是將顯微鏡看到的實物圖像通過數(shù)模轉(zhuǎn)換，使其成像在顯微鏡自帶的屏幕上或計算機上，偏光數(shù)碼顯微鏡以小巧，便攜，手持為特點，并可拍照保存所觀察到的圖像，便于研究分析。偏光數(shù)碼顯微所觀察的圖像，在偏光前與偏光后，圖像具有明顯的明暗區(qū)別，對于觀察某些物體，偏光前的圖像會不太清晰，因此看不到物體的詳細狀況，但經(jīng)過偏光后的圖像在視覺效果上會更加清晰，能清楚的看到物體的詳細狀況。

偏光顯微鏡主要用途

偏光顯微鏡是研究晶體光學(xué)性質(zhì)的重要儀器，同時又是其他晶

體光學(xué)研究法(油浸法、弗氏臺法等)的基礎(chǔ)。

偏光顯微鏡是利用光的偏振特性對具有雙折射性物質(zhì)進行研究鑒定的*儀器,可做單偏光觀察，正交偏光觀察，錐光觀察。將普通光改變?yōu)槠窆膺M行鏡檢的方法，以鑒別某一物質(zhì)是單折射（各向同行）或雙折射性（各向異性）。

雙折射性是晶體的基本特征。因此，偏光顯微鏡被廣泛地應(yīng)用在礦物、化學(xué)等領(lǐng)域。在人體及動物學(xué)方面，常利用偏光顯微術(shù)來鑒別骨骼、牙齒、*、神經(jīng)纖維、腫瘤細胞、橫紋肌和毛發(fā)等。今天介紹一下有關(guān)偏光顯微鏡的應(yīng)用領(lǐng)域。

1、生物領(lǐng)域：

在生物體中，不同的纖維蛋白結(jié)構(gòu)顯示出明顯的各向異性，使用偏光顯微鏡可得

到這些纖維中分子排列的詳細情況。如膠原蛋白、細胞分裂時的紡綞絲等。

2、各種生物和非生物材料鑒定：如淀粉性質(zhì)鑒定、藥品成分鑒定、纖維、液晶、DNA晶體等。

3、醫(yī)學(xué)分析：如結(jié)石、尿酸晶體檢測、關(guān)節(jié)炎等。

4、地礦分析：

除了常見的生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用之外，偏光顯微鏡還可用于對各種礦物及結(jié)晶體的偏光檢測，被廣泛應(yīng)用于石油、采礦及半導(dǎo)體行業(yè)。LED照明及濾鏡更是能夠在質(zhì)量控制及工業(yè)分析中進行應(yīng)用。