Немного о поляризационном микроскопе
Поляризационный микроскоп — это микроскоп, который вставляет поляризатор и анализатор в оптическую систему оптического микроскопа для проверки анизотропии и двойного лучепреломления образца]. И поляризатор, и анализатор выполнены из поляризующих призм или призм Николя из поляризующих пластин. Первый устанавливается между источником света и образцом, а второй – между объективом и окуляром или на окуляре. В биологических образцах мышечные волокна, кости и зубы обладают анизотропией, а крахмальные зерна, хромосомы и веретена — двойным лучепреломлением, поэтому их используют при химическом исследовании клеток тканей. Источник света предпочтительно представляет собой свет с одной длиной волны. Поскольку двойное лучепреломление биологических образцов значительно слабее, чем у металлографических, горных или хрустальных, иногда интерференционный цвет также используется за счет явления сложения и вычитания, вызванного чувствительным анализатором.
1. Естественный свет и поляризованный свет
Свет — это разновидность электромагнитной волны, относящаяся к поперечной волне (направление вибрации перпендикулярно направлению распространения). Все фактические источники света, такие как солнечный свет, свечи, люминесцентные и вольфрамовые лампы, называются естественным светом. Эти огни представляют собой сумму света, излучаемого большим количеством атомов и молекул. Хотя направление вибрации электромагнитных волн, излучаемых атомом или молекулой в определенный момент, одинаково, направление вибрации каждого атома и молекулы также различно, и частота этого изменения чрезвычайно высока. Следовательно, естественный свет представляет собой сумму света, излучаемого каждым атомом или молекулой, что можно рассматривать как колебание его электромагнитной волны с одинаковой вероятностью во всех направлениях.
При прохождении естественного света через определенные вещества в окне после отражения, преломления и поглощения вибрационные волны электромагнитных волн ограничиваются одним направлением, а электромагнитные волны, колеблющиеся в других направлениях, сильно ослабляются или устраняются. Этот вид света, вибрирующий в определенном направлении, называется поляризованным светом. Плоскость, образованная направлением вибрации поляризованного света и направлением распространения световой волны, называется плоскостью вибрации.
2. Свет с линейной поляризацией, свет с круговой поляризацией и свет с эллиптической поляризацией.
1. Линейно поляризованный свет
Линейно поляризованный свет также называют плоскополяризованным светом, потому что направление вибрации света находится в той же плоскости. Глядя на направление распространения света, направление вибрации этого 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) Двулучепреломление света и оптическая ось кристалла
Когда луч света вводится в анизотропный кристалл, он разделяется на два луча, которые распространяются в разных направлениях. Это явление называется двойным лучепреломлением. Два луча света, которые имеют двойное лучепреломление, являются поляризованным светом. Один из двух лучей света всегда подчиняется закону преломления света, и скорость распространения не меняется при изменении направления падения. Этот свет называется обычным светом и обозначается буквой о; другой луч не подчиняется закону преломления. При соответственно меняется и скорость его распространения, и показатель преломления света другой. Этот луч называется экстраординарным светом и обозначается буквой e.
В анизотропных кристаллах существуют некоторые особые направления, в которых двойного лучепреломления не возникает, обыкновенные лучи и необыкновенные лучи движутся в одном направлении и с одинаковой скоростью, и эти направления называются оптической осью кристалла. Кристаллы с оптической осью называют одноосным. кристалл, а кристалл с двумя оптическими осями называется двухосным кристаллом. Для двухосных кристаллов два луча после двулучепреломления являются необыкновенными лучами.
(2) волновой чип
Волновая пластина, называемая волновой пластиной, может использоваться для изменения или проверки поляризации света. Когда естественный свет падает вдоль оптической оси одноосного кристалла, двойного лучепреломления не возникает. Если о-луч и е-луч, генерируемые при падении перпендикулярно оптической оси кристалла, все еще распространяются вдоль исходного направления падения, но скорость распространения и показатель преломления различны, и разница в скорости распространения самая большая. Если тонкий срез вырезать в направлении, параллельном оптической оси одноосного кристалла, поверхность пластины будет параллельна оптической оси, и пластина, изготовленная таким образом, называется волновой пластиной. Когда поляризованный свет падает перпендикулярно оптической оси волновой пластинки, формируется волновая пластинка. о-лучи и е-лучи, движущиеся в одном направлении, но с разными скоростями. Если волновая пластинка толще, то она кратна длине волны о-луча и е-луча, и такая волновая пластинка называется полноволновой. И так далее, есть полуволновые пластины и четвертьволновые пластины и так далее.
(3) Формирование света с круговой поляризацией и света с эллиптической поляризацией.
Когда луч естественного света падает перпендикулярно оптической оси одноосного кристалла, два луча поляризованного света, плоскости колебаний которых перпендикулярны друг другу, некогерентны. Поскольку естественный свет создается различными молекулами и атомами в источнике света, фиксированной разницы фаз нет, поэтому интерференции не возникает. Но когда пучок монохроматического поляризованного света проходит через двулучепреломляющий материал[/url], два произведенных луча поляризованного света могут быть когерентными. Это эквивалентно синтезу двух взаимно перпендикулярных колебаний одного периода.
