Bevezetés a polarizáló mikroszkóppal kapcsolatos ismeretekbe
A polarizációs mikroszkóp olyan mikroszkóp, amely egy polarizátort és egy polarizálót helyez be az optikai mikroszkóp optikai rendszerébe, hogy megvizsgálja a minta anizotrópiáját és kettős törését. A polarizáló tükör és a polarizáló tükör egyaránt polarizáló prizmából vagy Nicol prizmából polarizáló lemezből készül. Az előbbi a fényforrás és a minta közé, míg az utóbbi az objektívlencse és a kontaktlencse közé vagy a kontaktlencse fölé kerül. A biológiai mintákban az izomrostok, a csontok és a fogak anizotrópiát mutatnak, míg a keményítőszemcsék, kromoszómák és orsók kettős törést mutatnak, így a szöveti sejtek kémiai kutatásában használják őket. A fényforrás egyetlen hullámhosszú fényt is használhat. A biológiai minták metallográfiai, kőzet- vagy kristályos anyagokhoz képest lényegesen gyengébb kettős törése miatt interferenciaszíneiket esetenként az érzékeny polarizációs lemezek okozta összeadási és kivonási jelenségeken keresztül hasznosítják.
1, természetes fény és polarizált fény
A fény egy elektromágneses hullám, amely a keresztirányú hullámhoz tartozik (a rezgés iránya merőleges a terjedési irányra). Minden tényleges fényforrás, mint például a napfény, a gyertyafény, a fénycsövek és a wolfram izzólámpák természetes fénynek nevezett fényt bocsátanak ki. Ezek a fények nagyszámú atom és molekula lumineszcenciájának összege. Bár egy adott atom vagy molekula által kibocsátott elektromágneses hullám rezgési iránya egy adott pillanatban konzisztens, az egyes atomok és molekulák által kibocsátott rezgési irány is eltérő, és ennek a változásnak a frekvenciája rendkívül gyors. Ezért a természetes fény az egyes atomok vagy molekulák által kibocsátott fény összege, és úgy tekinthetjük, hogy az elektromágneses hullám rezgésének valószínűsége minden irányban egyenlő.
A természetes fény áthalad bizonyos anyagokon az ablakban, és visszaverődés, fénytörés, elnyelés után az elektromágneses hullámok rezgéshullámai egy irányban korlátozottak, míg a többi irányú rezgéshullámok nagymértékben gyengülnek vagy megszűnnek. Az ilyen típusú fényt, amely bizonyos irányban rezeg, polarizált fénynek nevezzük. A polarizált fény rezgési iránya és a fényhullámok terjedési iránya által alkotott síkot vibrációs felületnek nevezzük.
Lineáris polarizált fény, körkörösen polarizált fény és elliptikusan polarizált fény
1. Lineáris polarizált fény
A lineáris polarizált fényt, mivel a fény rezgési iránya ugyanabban a síkban van, síkpolarizált fénynek is nevezik. A fényterjedés irányában nézve az ilyen típusú fények rezgési iránya egyenes, ezért lineáris polarizált fénynek vagy lineárisan polarizált fénynek is nevezik.
2. Körkörösen polarizált fény és elliptikusan polarizált fény
(1) A fény kettős törésének jelensége és a kristályok optikai tengelye
Amikor egy fénysugár belép egy anizotróp kristályba, az két különböző irányba terjedő sugárra bomlik. Ezt a jelenséget kettős törésnek nevezik. Mindkét kettős törésen áteső fénysugár polarizált fény. E két fénysugár közül az egyik mindig a fénytörés törvényét követi, és a terjedési sebesség nem változik a beesési irány megváltoztatásakor. Ezt a fénysugarat közönséges sugárnak nevezzük, amelyet o jelképez; A másik fénysugár nem követi a fénytörés törvényét. A beeső fény irányának változásával a terjedési sebessége is megváltozik, és a fény törésmutatója is eltérő. Ezt a fénysugarat rendkívüli fénynek nevezik, és e.
Az anizotróp kristályokban vannak bizonyos speciális irányok, amelyekben nem fordul elő kettős törés. A közönséges és a rendkívüli fénysugarak azonos irányban és sebességgel terjednek, ezeket az irányokat a kristály optikai tengelyének nevezzük. Az egy optikai tengellyel rendelkező kristályt egytengelyű kristálynak, a két optikai tengellyel rendelkező kristályt biaxiális kristálynak nevezzük. A biaxiális kristályok esetében a kettős törés után mindkét fénysugár nagyon könnyű.
(2) Hullám chip
A hullámlemezek, rövidítve hullámlemezek, a fény polarizációjának megváltoztatására vagy tesztelésére használhatók. Ha a természetes fény az egytengelyű kristálytengely mentén esik be, nem fordul elő kettős törés. Ha a kristály optikai tengelyére merőleges beeséskor keletkező o-fény és e-fény továbbra is az eredeti beesési irány mentén, de eltérő terjedési sebességgel és törésmutatóval terjed, és a terjedési sebességek különbsége a legnagyobb. Ha egy vékony filmet a kristály optikai tengelyével párhuzamos irányban vágunk, és a chip felülete sík az optikai tengellyel, akkor a kapott chipet hullámchipnek nevezzük. Ha a polarizált fény a hullámlemez optikai tengelyére merőlegesen esik be, akkor a hullámlemezen belül azonos terjedési irányú, de eltérő terjedési sebességű fényt és e fényt képez.
