Wprowadzenie do wiedzy związanej z mikroskopią polaryzacyjną
Mikroskop polaryzacyjny to mikroskop, który umieszcza polaryzator i polaryzator w układzie optycznym mikroskopu optycznego w celu zbadania anizotropii i dwójłomności próbki. Zarówno zwierciadło polaryzacyjne, jak i zwierciadło polaryzacyjne są wykonane z pryzmatu polaryzacyjnego lub pryzmatu Nicola z płytki polaryzacyjnej. Pierwszą z nich instaluje się pomiędzy źródłem światła a próbką, drugą pomiędzy soczewką obiektywową a soczewką kontaktową lub nad soczewką kontaktową. W próbkach biologicznych włókna mięśniowe, kości i zęby wykazują anizotropię, podczas gdy ziarna skrobi, chromosomy i wrzeciona wykazują dwójłomność, co czyni je wykorzystywanymi w badaniach chemicznych komórek tkankowych. Źródło światła może wykorzystywać światło o pojedynczej długości fali. Ze względu na znacznie słabszą dwójłomność próbek biologicznych w porównaniu z materiałami metalograficznymi, skalnymi lub krystalicznymi, ich kolory interferencyjne są czasami wykorzystywane poprzez zjawiska dodawania i odejmowania powodowane przez wrażliwe płytki polaryzacyjne.
1, Światło naturalne i światło spolaryzowane
Światło jest falą elektromagnetyczną należącą do fali poprzecznej (kierunek drgań jest prostopadły do kierunku propagacji). Wszystkie rzeczywiste źródła światła, takie jak światło słoneczne, światło świec, świetlówki i lampy z żarnikiem wolframowym, emitują światło zwane światłem naturalnym. Światła te są sumą luminescencji dużej liczby atomów i cząsteczek. Chociaż kierunek wibracji fali elektromagnetycznej emitowanej przez określony atom lub cząsteczkę jest stały w pewnym momencie, kierunek wibracji emitowanych przez każdy atom i cząsteczkę jest również inny, a częstotliwość tej zmiany jest niezwykle duża. Zatem światło naturalne jest sumą światła emitowanego przez każdy atom lub cząsteczkę i można uznać, że prawdopodobieństwo drgań jego fali elektromagnetycznej we wszystkich kierunkach jest równe.
Światło naturalne przechodzi przez pewne substancje w oknie i po odbiciu, załamaniu i absorpcji fale wibracyjne fal elektromagnetycznych są ograniczane w jednym kierunku, natomiast fale wibracyjne w innych kierunkach są znacznie osłabiane lub eliminowane. Ten rodzaj światła, które wibruje w określonym kierunku, nazywany jest światłem spolaryzowanym. Płaszczyzna utworzona przez kierunek drgań światła spolaryzowanego i kierunek propagacji fal świetlnych nazywana jest powierzchnią drgań.
Światło spolaryzowane liniowo, światło spolaryzowane kołowo i światło spolaryzowane eliptycznie
1. Liniowe światło spolaryzowane
Światło spolaryzowane liniowo, ze względu na to, że kierunek drgań światła leży w tej samej płaszczyźnie, nazywane jest także światłem spolaryzowanym płasko. Patrząc w kierunku propagacji światła, kierunek drgań tego typu światła jest linią prostą, dlatego nazywa się go również światłem spolaryzowanym liniowo lub światłem spolaryzowanym liniowo.
2. Światło spolaryzowane kołowo i światło spolaryzowane eliptycznie
(1) Zjawisko dwójłomności światła i oś optyczna kryształów
Kiedy wiązka światła wchodzi do anizotropowego kryształu, rozdziela się na dwa promienie rozchodzące się w różnych kierunkach. Zjawisko to nazywa się dwójłomnością. Obie wiązki światła ulegające dwójłomności są światłem spolaryzowanym. Jedna z tych dwóch wiązek światła zawsze podlega prawu załamania światła, a prędkość propagacji nie zmienia się wraz ze zmianą kierunku padania. Ta wiązka światła nazywana jest zwykłym promieniem, reprezentowanym przez o; Druga wiązka światła nie podlega prawu załamania. Kiedy zmienia się kierunek padającego światła, zmienia się również jego prędkość propagacji, a współczynnik załamania światła jest inny. Ta wiązka światła nazywana jest światłem niezwykłym i jest reprezentowana przez e.
W kryształach anizotropowych istnieją pewne specjalne kierunki, w których dwójłomność nie występuje. Zwykłe i niezwykłe promienie świetlne rozchodzą się w tym samym kierunku i z tą samą prędkością, a kierunki te nazywane są osią optyczną kryształu. Kryształ z jedną osią optyczną nazywany jest kryształem jednoosiowym, a kryształ z dwiema osiami optycznymi nazywany jest kryształem dwuosiowym. W przypadku kryształów dwuosiowych obie wiązki światła po dwójłomności są bardzo lekkie.
(2) Układ falowy
Płytki falowe, w skrócie płytki falowe, można wykorzystać do zmiany lub przetestowania polaryzacji światła. Kiedy naturalne światło pada wzdłuż jednoosiowej osi kryształu, dwójłomność nie występuje. Jeśli światło o i e generowane podczas padania prostopadle do osi optycznej kryształu nadal rozprzestrzeniają się wzdłuż pierwotnego kierunku padania, ale z różnymi prędkościami propagacji i współczynnikami załamania światła, a różnica prędkości propagacji jest największa. Jeśli cienką warstwę potnie się w kierunku równoległym do osi optycznej kryształu, a powierzchnia chipa jest płaska w stosunku do osi optycznej, powstały chip nazywa się chipem falowym. Kiedy światło spolaryzowane pada prostopadle do osi optycznej płyty falowej, tworzy światło o tym samym kierunku propagacji, ale o różnych prędkościach propagacji wewnątrz płytki falowej.
