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什么是偏光显微镜

2024/11/21 11:59:28

偏光光学显微镜是选择性地观察光的偏振状态的光学显微镜。

科学实验中使用的光学显微镜通过目镜观察物质反射的所有光。光是一种波，电场和磁场在垂直于传播方向的方向上振荡。电场沿规则方向振动的光称为偏振光。偏光显微镜观察从材料反射并沿特定方向振动的偏振光。

通过将线偏振光照射到材料上，可以观察到偏振态的颜色或亮度变化。通过选择偏振光并用显微镜观察，可以识别物质的状态和成分。

偏光显微镜的应用
偏光显微镜*初用于了解矿物的状态和成分，但现在也用于聚合物、生物技术等领域的开发。偏振态的变化反映了分子取向和晶体结构，使得评估聚合物的内部结构成为可能。此外，通过与温度控制装置组合，可以观察相变行为。

使用偏光显微镜的主要发现是液晶。液晶是液体，但具有与固体相似的分子排列，人们首先使用偏光显微镜观察到液晶，从而导致了当今液晶电视的发展。

此外，许多生物材料具有与液晶相同的状态和分子结构，人们认为偏光显微镜将继续应用于医疗和制药领域。

偏光显微镜原理
偏光显微镜使用选择光偏振的滤光片，从而获得反映样品光学特性的光学显微镜图像。

1. 偏光显微镜的配置
典型的光学显微镜由光源、样品台、物镜等组成。从光源发出的光照射到物质上，进入物镜，并可以通过目镜观察。偏光显微镜的原理与光学显微镜基本相同，但不同的是在光源和样品之间有两片称为起偏器（偏光镜）的偏光板，在物镜之间有一个称为检偏器（分析器）的偏光板。重点是安装了镜头和目镜。

光源发出的光是自然光，与荧光灯照明一样，包括各个方向。该光穿过偏振器，将其转换为偏振光，并将其照射到要观察的材料上。穿过材料时方向发生变化的偏振光，通过与起偏器垂直的正交尼科耳配置的检偏器，可以被观察到。

2. 偏光显微镜图像
用偏光显微镜观察折射率不存在各向异性的样品时，从起偏器发出的线偏振光的偏振态不改变，不能通过检偏器，因此通过目镜观察时的视野是暗的。。

当观察折射率根据偏振方向（双折射）而不同的样品时，当入射的线偏振光的振动方向与样品的光轴一致时，入射光的偏振状态发生变化。暗场如上。另一方面，当入射光的振动方向与样品的光轴不同时，由于样品的双折射，入射光被分成两个偏振分量，并且所得分量处于与样品不同的偏振态。在通过样品之前。偏振状态的变化导致光穿过分析器，从而产生亮场。

偏光显微镜图像出现彩色的原因是由于样品的双折射而分裂的两束光之间的光程差。在偏光显微镜中，放置材料的载物台可以旋转 360°，以改变偏光施加到样品光轴的角度。

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