偏光显微镜概述

偏光显微镜用于检测具有双折射性的物质,如纤维丝、纺锤体、胶原、染色体等。和普通显微镜不同的是:其光源前有偏振片(起偏器),使进入显微镜的光线为偏振光,镜筒中有检偏器(一个偏振方向与起偏器垂直的的起偏器)。这种显微镜的载物台是可以旋转的,当载物台上放入单折射的物质时,无论如何旋转载物台,由于两个偏振片是垂直的,显微镜里看不到光线;而放入双折射性物质时,由于光线通过这类物质时发生偏转,因此旋转载物台便能检测到这种物体。

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偏光显微镜用于检测具有双折射性的物质,如纤维丝、纺锤体、胶原、染色体等。和普通显微镜不同的是:其光源前有偏振片(起偏器),使进入显微镜的光线为偏振光,镜筒中有检偏器(一个偏振方向与起偏器垂直的的起偏器)。这种显微镜的载物台是可以旋转的,当载物台上放入单折射的物质时,无论如何旋转载物台,由于两个偏振片是垂直的,显微镜里看不到光线;而放入双折射性物质时,由于光线通过这类物质时发生偏转,因此旋转载物台便能检测到这种物体。

 

1、偏光显微镜的特点

将普通光变为偏振光进行镜检的方法,以鉴别某一物质是单折射(各向同行)或双折射性(各向异性)。双折射性是晶体的基本特性。因此,偏光显微镜被广泛地应用在矿物、化学、文物鉴定等领域,在生物学和植物学也有应用。

 

2、偏光显微镜的基本原理

偏光显微镜的原理比较复杂,在此不作过多介绍。偏光显微镜必须具备以下附件:起偏镜(Polarizer)、检偏镜(Analyzer)、补偿器(Compensator)或相位片,专用无应力物镜,旋转载物台。

3、偏光镜检术的方式

(1)正相镜检(Orthscope):又称无畸变镜检,其特点是使用低倍物镜,不用伯特兰透镜(Bertrand Lens),被研究对象可直接用偏振光研究。同时为使照明孔径变小,推开聚光镜的上透镜。正相镜检用于检查物体的双折射性。

(2)锥光镜检(Conoscope):又称干涉镜检,研究在偏振光干涉时产生的干涉图样,这种方法用于观察物体的单轴或双轴性。在该方法中,用强会聚偏振光束照明。

 

4、偏光显微镜在装置上的要求

(1)光源:最好采用单色光,因为光的速度,折射率和干涉现象由于波长的不同而有差异。一般镜检可使用普通光。

(2)目镜:要带有十字线的目镜。

(3)聚光镜:为了取得平行偏光,应使用能推出上透镜的摇出式聚光镜。

(4)起偏镜:要求偏振方向为东西方向,可以任意旋转90°以上。

(5)检偏镜:要求偏振方向为南北方向,可以任意角度旋转,需附刻度游标,以方便检测与定量分析。

(6)伯特兰透镜(勃氏镜):是把物体所有造成的初级相放大为次级相的辅助透镜。它可保证用目镜来观察在物镜后焦平面中形成的平涉图与偏光图(黑十字),而且还可用于调节显微镜的孔径光阑时使用,尤其是在高倍物镜时,由于物视场小,使用勃氏镜可以用目镜观察而充满整个视场。

(7)波长片(或称为波片、试板、补色器、补偿器等):将已知的非均质晶体磨制成一定厚度的定向薄片,标定其光程差与快、慢光方向,根据补色原理测定物质光学性质与鉴定物质类型,波长片可分为以下几种:

①固定光程差补色器

a.1/4λ波片(云母试板):光程差为钠光(589nm)或汞绿光(546nm)的1/4波长,在正交偏光下处于45°位置时呈现一级灰的干涉色。

b.λ波片(石膏试板):光程差为钠光(589nm)或汞绿光(546nm)的1个波长,在正交偏光下处于45°位置时呈现一级红的干涉色。

上述波长片的快、慢光方向可以在插板上标识,一般快光方向平行插板方向,慢光方向垂直插板方向。

②可变光程差补色器

a.石英楔子(Quarzkeil/Quartz):是将无色透明的石英晶体平行于光轴切制成楔形薄片而形成,厚度一般为0~0.2mm,慢光方向常用γ或N表示,插入过程中会呈现出一至四级的干涉色,由暗灰色至黄色变化。

b.贝瑞克补色器(Break Compensator):是一种绕轴旋转变化而进行光程差测定的补色器,于1913年成功试制后,现已获得了广泛的应用。

 

5、偏光镜检术的要求

(1)载物台的中心与光轴同轴。

(2)起偏镜和检偏镜应处于正交位置。

(3)制片不宜过薄。

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