Введение в знания, связанные с поляризационной микроскопией
Поляризационный микроскоп — микроскоп, который вставляет в оптическую систему оптического микроскопа поляризатор и поляризатор для исследования анизотропии и двойного лучепреломления образца. И поляризационное зеркало, и поляризационное зеркало состоят из поляризационной призмы или призмы Николя из поляризационной пластины. Первый устанавливается между источником света и образцом, второй – между объективом и контактной линзой или над контактной линзой. В биологических образцах мышечные волокна, кости и зубы проявляют анизотропию, а крахмальные гранулы, хромосомы и веретена — двойное лучепреломление, что позволяет использовать их в химических исследованиях тканевых клеток. Источник света может использовать свет с одной длиной волны. Из-за значительно более слабого двойного лучепреломления биологических образцов по сравнению с металлографическими, горными или кристаллическими материалами их интерференционные цвета иногда используются посредством явлений сложения и вычитания, вызванных чувствительными поляризационными пластинами.
1. Естественный свет и поляризованный свет.
Свет – это электромагнитная волна, относящаяся к поперечным волнам (направление вибрации перпендикулярно направлению распространения). Все реальные источники света, такие как солнечный свет, свет свечей, люминесцентные лампы и лампы накаливания, излучают свет, который называется естественным светом. Эти огни представляют собой сумму свечения большого числа атомов и молекул. Хотя направление вибрации электромагнитной волны, излучаемой определенным атомом или молекулой, единообразно в определенный момент, направление вибрации, излучаемой каждым атомом и молекулой, также различно, и частота этого изменения чрезвычайно быстра. Следовательно, естественный свет представляет собой сумму света, излучаемого каждым атомом или молекулой, и можно считать, что вероятность вибрации его электромагнитной волны во всех направлениях одинакова.
Естественный свет проходит через определенные вещества в окне, и после отражения, преломления и поглощения вибрационные волны электромагнитных волн ограничиваются в одном направлении, тогда как вибрационные волны других направлений сильно ослабляются или устраняются. Этот тип света, который колеблется в определенном направлении, называется поляризованным светом. Плоскость, образованная направлением вибрации поляризованного света и направлением распространения световых волн, называется поверхностью вибрации.
Свет с линейной поляризацией, свет с круговой поляризацией и свет с эллиптической поляризацией.
1. Линейно-поляризованный свет.
Линейно-поляризованный свет, поскольку направление вибрации света находится в одной плоскости, также называется плоскополяризованным светом. Если смотреть в направлении распространения света, направление вибрации этого типа света представляет собой прямую линию, поэтому его также называют линейно поляризованным светом или линейно поляризованным светом.
2. Свет с круговой поляризацией и свет с эллиптической поляризацией.
(1) Явление двойного лучепреломления света и оптическая ось кристаллов.
Когда луч света попадает в анизотропный кристалл, он разделяется на два луча, распространяющихся в разных направлениях. Это явление называется двулучепреломлением. Оба луча света, подвергающиеся двойному лучепреломлению, представляют собой поляризованный свет. Один из этих двух лучей света всегда подчиняется закону преломления света, и скорость распространения не меняется при изменении направления падения. Этот луч света называется обыкновенным лучом и обозначается буквой о; Другой луч света не подчиняется закону преломления. При изменении направления падающего света меняется и скорость его распространения, а показатель преломления света меняется. Этот луч света называется необыкновенным светом и обозначается буквой e.
В анизотропных кристаллах существуют особые направления, в которых двулучепреломление не возникает. Обыкновенные и необыкновенные лучи света распространяются в одном направлении и с одинаковой скоростью, и эти направления называются оптической осью кристалла. Кристалл с одной оптической осью называется одноосным кристаллом, а кристалл с двумя оптическими осями — двуосным кристаллом. Для двухосных кристаллов оба луча света после двойного лучепреломления очень легкие.
(2) Волновой чип
Волновые пластины, сокращенно волновые пластины, можно использовать для изменения или проверки поляризации света. Когда естественный свет падает вдоль одноосной оси кристалла, двойного лучепреломления не возникает. Если о-свет и е-свет, генерируемые при падении перпендикулярно оптической оси кристалла, по-прежнему распространяются вдоль исходного направления падения, но с разными скоростями распространения и показателями преломления, то разница в скоростях распространения наибольшая. Если тонкую пленку разрезать в направлении, параллельном оптической оси кристалла, а поверхность скола плоская с оптической осью, то полученный скол называется волновым сколом. Когда поляризованный свет падает перпендикулярно оптической оси волновой пластинки, он образует o-свет и e-свет с одинаковым направлением распространения, но с разными скоростями распространения внутри волновой пластинки.
