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技术专栏
偏光显微镜的基本原理及使用要求

偏光显微镜的基本原理

(一)单折射性与双折射性:光线通过某一物质时,如光的性质和进路不因照射方向而改变,这种物质在光学上就具有各向同性,又称单折射体,如普通气体、液体以及非结晶性固体;若光线通过另一物质时,光的速度、折射率、吸收性和光皮的振动性、振幅等因照射方向而有不同,这种物质在光学上则具有各向异性,又称双折射体,如晶体、纤维等。

(二)光的偏振现象:光波根据振动的特点,可分为自然光与偏光。自然光的振动特点是在垂直光波传导轴上具有许多振动面,各平面上振动的振幅相同,其频率也相同;自然光经过反射、折射、双折射及吸收等作用,可以成为只在一个方向上振动的光波,这种光波则称为偏光偏振光
最简单的是只在一直线上振动的直线偏振光。当光线进入双折射体时,则如图所示,分为AB两种直线平面偏振光,两者的振动方向相互垂直,而速度、折射率和波长等均有所不同。

(三)偏光的产生及其作用:偏光显微镜最重要的部件是偏光装置——起偏器和检偏器。过去两者均为尼科尔(Nicola)棱镜组成,它是由天然的方解石制作而成,但由于受到晶体体积较大的限制,难以取得较大面积的偏振,近来偏光显微镜则采用人造偏振镜来代替尼科尔梭镜。
人造偏振镜是以硫酸喹啉又名Herapathite的晶体制作而成,呈绿橄榄色。当普通光通过它后,就能获得只在一直线上振动的直线偏振光。

(四)正交检偏位下的双折射体:在正交的情况下,视场是黑暗的,如果被检物体在光学上表现为各向同性(单折射体),无论怎样旋转载物台,视场仍为黑暗,这是因为起偏镜所形成的直线偏振光的振动方向不发生变化,仍然与检偏镜的振动方向互相垂直的缘故。若被检物体中含有双折射性物质,则这部分就会发光,这是因为从起偏镜射出的直线偏振光进入双折射体后,产生振动方向互相垂直的两种直线偏振光,当这两种光通过检偏镜时,由于互相垂直,或多或少可透过检偏镜,就能看到明亮的象。光线通过双折射体时,所形成两种偏振光的振动方向,依物体的种类而有不同

(五)干涉色:在正交检偏位情况下,用各种不同波长的混合光线为光源观察双折射体,在旋转载物台时,视场中不仅出现最亮的对角位置,而且还会看到颜色。出现颜色的原因,主要是由干涉色而造成(当然也能被检物体本身并非无色透明)。干涉色的分布特点决定于双折射体的种类和它的厚度,是由于相应推迟对不同颜色光的波长的依赖关系,如果被检物体的某个区域的推迟和另一区域的推迟不同,则透过检偏镜光的颜色也就不同。