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(dāng)然這些物質(zhì)也可用染色法來(lái)進(jìn)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(duì)具有雙折射性物質(zhì)進(jìn)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(diǎn)

將普通光改變?yōu)?/span>偏振光進(jìn)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(xì)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(dāng)然這些物質(zhì)也可用染色法來(lái)進(jìn)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(diǎn)，就是將普通光改變?yōu)槠窆膺M(jìn)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(xì)胞壁以及細(xì)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(jìn)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(guò)某一物質(zhì)時(shí)，如光的性質(zhì)和進(jìn)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(guò)另一物質(zhì)時(shí)，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(dòng)的特點(diǎn)，可分為自然光與偏振光。自然光的振動(dòng)特點(diǎn)是在垂直光波傳導(dǎo)軸上具有許多振動(dòng)面，各平面上振動(dòng)的振幅分布相同；自然光經(jīng)過(guò)反射、折射、雙折射及吸收等作用，可得到只在一個(gè)方向上振動(dòng)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(guò)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(lái)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(dāng)普通光通過(guò)它后，就能獲得只在一直線上振動(dòng)的直線偏振光。 偏光顯微鏡有兩個(gè)偏振鏡，一個(gè)裝置在光源與被檢物體之間的叫“起偏鏡”；另一個(gè)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(guò)兩個(gè)偏振鏡時(shí)，如果起偏鏡與檢偏鏡的振動(dòng)方向互相平行，即處于“平行檢偏位”的情況下，則視場(chǎng)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(chǎng)*黑暗，如果兩者傾斜，則視場(chǎng)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(dòng)方向與檢偏鏡的振動(dòng)方向平行，則能*通過(guò)；如果偏斜，則只以通過(guò)一部分；如若垂直，則*不能通過(guò)。因此，在采用偏光顯微鏡檢時(shí)，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(jìn)行。

（四）正交檢偏位下的雙折射體：在正交的情況下，視場(chǎng)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(wú)論怎樣旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)，視場(chǎng)仍為黑暗，這是因?yàn)槠鹌R所形成的線偏振光的振動(dòng)方向不發(fā)生變化，仍然與檢偏鏡的振動(dòng)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(chǎng)變亮，這是因?yàn)閺钠鹌R射出的直線偏振光進(jìn)入雙折射體后，產(chǎn)生振動(dòng)方向不同的兩種直線偏振光，當(dāng)這兩種光通過(guò)檢偏鏡時(shí)，由于另一束光并不與檢偏鏡偏振方向正交，可透過(guò)檢偏鏡，就能使人眼看到明亮的象。光線通過(guò)雙折射體時(shí)，所形成兩種偏振光的振動(dòng)方向，依物體的種類(lèi)而有不同。

雙折射體在正交情況下，旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)時(shí)，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(gè)振動(dòng)方向與兩個(gè)偏振鏡的振動(dòng)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)榱粒@就是“對(duì)角位置”，這是因?yàn)槠x45°時(shí)，偏振光到達(dá)該物體時(shí)，分解出部分光線可以通過(guò)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(zhǎng)的混合光線為光源觀察雙折射體，在旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)時(shí)，視場(chǎng)中不僅出現(xiàn)亮的對(duì)角位置，而且還會(huì)看到顏色。出現(xiàn)顏色的原因，主要是由干涉色而造成（當(dāng)然也可能被檢物體本身并非無(wú)色透明）。干涉色的分布特點(diǎn)決定于雙折射體的種類(lèi)和它的厚度，是由于相應(yīng)推遲對(duì)不同顏色光的波長(zhǎng)的依賴關(guān)系，如果被檢物體的某個(gè)區(qū)域的推遲和另一區(qū)域的推遲不同，則透過(guò)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?yàn)楣獾乃俣?，折射率，和干涉現(xiàn)象由于波長(zhǎng)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(wú)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(jí)相放大為次級(jí)相的輔助透鏡。它可保證用目鏡來(lái)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(tái)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(guò)薄。

偏光顯微鏡校正振片

在實(shí)際操作中，偏正顯微鏡上下偏振鏡的振動(dòng)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(shí)只用一個(gè)下偏振鏡來(lái)觀測(cè)，必須確定下偏振鏡的振動(dòng)方向，因此操作時(shí)必須對(duì)偏振鏡進(jìn)行校正。

1、目鏡十字絲的檢測(cè)

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(dòng)方向一致，同時(shí)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(tái)的刻度數(shù)，再轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)使解理縫平行于另一十字絲，記下載物臺(tái)的刻度數(shù)，兩個(gè)刻度數(shù)之差為90°，說(shuō)明十字絲正交。

2、下偏振鏡振動(dòng)方向的確定和校正

一般用黑云母來(lái)檢查下偏振鏡的振動(dòng)方向，這是因?yàn)楹谠颇甘且环N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(dòng)載物臺(tái)一周，觀察黑云母顏色的變化，因?yàn)楹谠颇笇?duì)解理方向的振動(dòng)光吸收強(qiáng)，所以使黑云母顏色達(dá)到深時(shí)，解理縫的方向就是下偏光鏡的振動(dòng)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(dòng)方向互相正交，否則，上偏振鏡須進(jìn)行校正，即轉(zhuǎn)動(dòng)上偏振鏡，使視域達(dá)到暗為止。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)必須先松開(kāi)上偏振鏡的止動(dòng)螺絲，校正好后再擰緊。

偏光顯微鏡注意事項(xiàng)

為保證系統(tǒng)的使用壽命及可靠性，注意以下事項(xiàng)：

1.試驗(yàn)室應(yīng)具備三防條件：防震(遠(yuǎn)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(shí)注意不要使物鏡碰到試樣，以免劃傷物鏡。

3.當(dāng)載物臺(tái)墊片圓孔中心的位置靠近物鏡中心位置時(shí)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(guò)亮，影響燈泡的使用壽命，同時(shí)也有損視力。

5.所有(功能)切換，動(dòng)作要輕，要到位。

6.關(guān)機(jī)時(shí)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(shí)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(jī)不使用時(shí)，將物鏡通過(guò)調(diào)焦機(jī)構(gòu)調(diào)整到低狀態(tài)。

10.關(guān)機(jī)不使用時(shí)，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(lèi)

1.偏光數(shù)碼顯微鏡，它是將顯微鏡看到的實(shí)物圖像通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換，使其成像在顯微鏡自帶的屏幕上或計(jì)算機(jī)上，偏光數(shù)碼顯微鏡以小巧，便攜，手持為特點(diǎn)，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(duì)于觀察某些物體，偏光前的圖像會(huì)不太清晰，因此看不到物體的詳細(xì)狀況，但經(jīng)過(guò)偏光后的圖像在視覺(jué)效果上會(huì)更加清晰，能清楚的看到物體的詳細(xì)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(shí)又是其他晶

體光學(xué)研究法(油浸法、弗氏臺(tái)法等)的基礎(chǔ)。

偏光顯微鏡是利用光的偏振特性對(duì)具有雙折射性物質(zhì)進(jìn)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(jìn)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(dòng)物學(xué)方面，常利用偏光顯微術(shù)來(lái)鑒別骨骼、牙齒、膽固醇、神經(jīng)纖維、腫瘤細(xì)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(xì)情況。如膠原蛋白、細(xì)胞分裂時(shí)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(cè)、關(guān)節(jié)炎等。

4、地礦分析：

除了常見(jiàn)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(duì)各種礦物及結(jié)晶體的偏光檢測(cè)，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(jìn)行應(yīng)用。