Основной принцип работы поляризационного микроскопа
1. Монорефрактивное и двулучепреломление:
Когда свет проходит через вещество, если свойства и путь света не изменяются из-за направления освещения, это вещество обладает «изотропией» в оптике, также известной как одиночный преломляющий элемент, например, обычные газы, жидкости и аморфные твердые тела. ; Если скорость, показатель преломления, поглощение и поляризация, амплитуда и т. д. света, проходящего через другой материал, изменяются в зависимости от направления освещения, этот материал имеет «анизотропию» в оптике, также известный как двулучепреломляющий материал, например кристаллы, волокна. , и т. д.
2. Явление поляризации света:
Световые волны можно разделить на естественный свет и поляризованный свет в зависимости от их вибрационных характеристик. Вибрационные характеристики естественного света заключаются в том, что на вертикальной оси распространения световой волны имеется множество вибрационных поверхностей, а распределение амплитуд вибрации на каждой плоскости одинаково; Естественный свет посредством отражения, преломления, двойного лучепреломления и поглощения может создавать световые волны, вибрирующие только в одном направлении, которые называются «поляризованным светом» или «поляризованным светом».
3. Генерация и эффект поляризации:
Важными компонентами поляризационного микроскопа являются поляризационное устройство – поляризатор и детектор. В прошлом оба они состояли из призм Николы, изготовленных из природного кальцита. Однако из-за ограничения большого объема кристалла добиться больших площадей поляризации было сложно. В поляризационных микроскопах вместо зеркал Николя использовались искусственные поляризаторы. Искусственные поляризаторы изготавливаются из кристаллов сульфата хинолина, также известного как графит, и имеют зелено-оливковый цвет. Когда через него проходит обычный свет, он может получить линейно поляризованный свет, который колеблется только по прямой линии. Поляризационный микроскоп имеет два поляризующих зеркала, одно из которых расположено между источником света и проверяемым объектом и называется поляризационным зеркалом; Другое устройство, расположенное между объективом и окуляром, называется «поляризирующим зеркалом», которое имеет ручку, выступающую за пределы оправы объектива или средней насадки для удобства работы, и имеет на ней шкалу угла поворота. Когда свет, излучаемый источником света, проходит через два поляризатора, если направления вибрации поляризатора и поляризатора параллельны друг другу, то есть в «параллельном положении поляризатора», поле зрения становится ярче. Напротив, если они перпендикулярны друг другу, то есть находятся в ортогональной калибровочной позиции, поле зрения полностью темное. Если они оба наклонены, поле зрения указывает на умеренную степень яркости. Отсюда видно, что линейно поляризованный свет, формируемый поляризационным зеркалом, может пройти полностью, если направление его вибрации параллельно направлению вибрации поляризационного зеркала; При перекосе пройдет только часть; Если он вертикальный, он вообще не может пройти. Поэтому при использовании поляризационного микроскопа для контроля принцип состоит в том, чтобы поляризационное зеркало и инспекционное зеркало находились в ортогональном положении для контроля.
4. Двулучепреломляющее тело в ортогональном положении смещения:
В случае ортогональности поле зрения темное. Если испытуемый объект имеет в оптике изотропный одиночный рефрактор, то независимо от того, как вращается предметный столик, поле зрения остается темным. Это связано с тем, что направление вибрации линейно поляризованного света, формируемого поляризационным зеркалом, остается неизменным и перпендикулярным направлению вибрации поляризационного зеркала. Если проверяемый объект обладает характеристиками двойного лучепреломления или содержит вещества с характеристиками двойного лучепреломления, поле зрения в области с характеристиками двойного лучепреломления становится ярче. Это связано с тем, что линейно поляризованный свет, излучаемый поляризационным зеркалом, попадает в двулучепреломляющее тело и производит два типа линейно поляризованного света с разными направлениями вибрации. Когда эти два типа света проходят через поляризационное зеркало, поскольку другой луч света не ортогонален направлению поляризации поляризационного зеркала, человеческий глаз может видеть яркие изображения через поляризационное зеркало. Когда свет проходит через двулучепреломляющий материал, направления вибрации двух типов образующегося поляризованного света различаются в зависимости от типа объекта.
Когда двулучепреломляющее тело вращает предметный столик ортогонально, изображение двулучепреломляющего тела претерпевает четыре изменения яркости во время вращения на 360 градусов и темнеет каждые 90 градусов. Положение затемнения — это положение, в котором два направления вибрации двулучепреломляющего тела совпадают с направлениями вибрации двух поляризаторов, известное как «положение гашения». Когда тестируемый объект поворачивается на 45 градусов от положения угасания, он становится самым ярким, что называется «диагональным положением». Это связано с тем, что когда поляризованный свет достигает объекта с отклонением в 45 градусов, некоторая часть света может разложиться и пройти через поляризатор, делая его ярким. Основываясь на изложенных выше основных принципах, поляризационная микроскопия может быть использована для определения изотропных одиночных преломляющих, анизотропных двулучепреломляющих веществ и веществ.
5, цвет помех:
В случае обнаружения ортогонального смещения, используя смешанный свет разных длин волн в качестве источника света для наблюдения за двулучепреломляющим телом, при вращении предметного столика в поле зрения появляется не только самое яркое диагональное положение, но также можно увидеть цвет. Причина появления цветов в основном вызвана интерференцией цветов, и, конечно, испытуемый объект не может быть бесцветным и прозрачным. Характеристики распределения интерференционных цветов определяются типом и толщиной двулучепреломляющего материала, что обусловлено зависимостью соответствующей задержки от длины волны разноцветного света. Если задержка в одной области проверяемого объекта отличается от задержки в другой области, цвет света, проходящего через поляризационное зеркало, также будет другим.
