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偏光显微镜的工作原理: 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、吸收性和偏振、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,可分为自然光与偏振光。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分布相同 自然光经过反射、折射、双折射及吸收等作用,可得到只在一个方向上振动的光波,这种光波则称为"偏光"或"偏振光"。 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。 偏光显微镜有两个偏振镜,一个装置在光源与被检物体之间的叫“起偏镜” 另一个装置在物镜与目镜之间的叫“检偏镜”,有手柄伸手镜筒或中间附件外方以便操作,其上有旋转角的刻度。 从光源射出的光线通过两个偏振镜时,如果起偏镜与检偏镜的振动方向互相平行,即处于“平行检偏立”的情况下,则视场最为明亮。反之,若两者互相垂直,即处于“正交校偏位”的情况下,则视场完全黑暗,如果两者倾斜,则视场表明出中等程度的亮度。由此可知,起偏镜所形成的直线偏振光,如其振动方向与检偏镜的振动方向平行,则能完全通过 如果偏斜,则只以通过一部分 如若垂直,则完全不能通过。因此,在采用偏光显微镜检时,原则上要使起偏镜与检偏镜处于正交检偏位的状态下进行。 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。若被检物体具有双折射特性或 含有具双折射特性的物质,则具双折射特性的地方视场变亮,这是因为从起偏镜射出的直线偏振光进入双折射体后,产生振动方向不同的两种直线偏振光,当这两种光通过检偏镜时,由于另一束光并不与检偏镜偏振方向正交,可透过检偏镜,就能使人眼看到明亮的象。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。 双折射体在正交情况下,旋转载物台时,双折射体的象在360°的旋转中有四次明暗变化,每隔90°变暗一次。变暗的位置是双折射体的两个振动方向与两个偏振镜的振动方向相一致的位置,称为“消光位置”从消光位置旋转45°,被检物体变为最亮,这就是“对角位置”,这是因为偏离45°时,偏振光到达该物体时,分解出部分光线可以通过检偏镜,故而明亮。根据上述基本原理,利用偏光显微术就可能判断各向同性(单折射体)和各向异性(双折射体)物质。[img=,450,391]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/04/201804181030140697_8566_3391505_3.jpg!w450x391.jpg[/img] 五、干涉色:在正交检偏位情况下,用各种不同波长[url=http://www.gengxu.cn]滤光片[/url]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(当然也可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。
哪位高手能给介绍一下偏光显微镜原理以及在高分子中的应用
反光偏光显微镜的应用及原理反光偏光显微镜也叫矿相显微镜。在一般大型显微镜光路中,只要加入两偏振片即可,即在入射光路中加入一个起偏振片,在观察镜中加入一个检偏振片,就可以实 现偏振光照明。除了起[url=http://www.gengxu.cn]偏振镜[/url]和检偏振镜外,有时还加入一个灵敏色片,用来检验椭圆偏振光,并获得色偏振 一、 起偏振镜位置的调整 起偏镜一般安装在可以转动的圆框内,借助手柄转动调节,调节的目的是为了使起偏振镜出来的偏振光动面水平,以保证垂直照明器平面玻璃反射进入物镜的偏振光强度最大,且仍为直线偏振光。 调整方法,是将经过抛光而未经腐蚀的不锈钢试样(光性均质体)放在载物台上,除去检偏振镜,只装起偏振镜,从目镜内观察聚焦后试样磨面上反射光的强度,转动起偏振镜,反射光强度发生明暗变化,当反射光最强时,就是起偏振镜振动轴的正确位置。 二、检偏振镜位置的调整 起偏振镜位置调整好后,装入检偏振镜,调节检偏振镜的位置,当在目镜中观察到最暗的消光现象时,就是检偏振镜与偏振镜正交的位置。在实际观察中,常将检偏振镜作一个小角度的偏转,以增加显微组织的衬度。其偏转的角度由刻度盘上的刻度指示出来。若将检偏振镜在正交位置转动90°,则两偏振镜振动轴平行,这时和一般光线下照明的效果相同。 许多金相显微镜在出厂时已经把起偏振镜或偏振镜的振动轴的方向固定好,只要调节另一个偏振镜的位置就可以了。 三、 物台中心位置的调整 利用偏振光鉴别物相时,经常需要将载物台作360°旋转,为使观察目标在载物台旋围时不离开视域,在使用前必须调节载物台的机械中心与显微镜的光学系统主轴重合。一般是通过载物台上的对中螺钉进行调整。 四、 偏振光照明下的色彩(色偏振) 以上都是讨论在单色偏振光照明下的情况,如果考虑到偏振光波长的影响,即用白色偏振光照明,会产生色彩。 在金相显微镜中进行正交偏振光的观察时,在光程中插入灵敏色片(目前多用λ=5760nm的全波片)后,各向异性的金属不同晶粒会出现不同的颜色。观察各向同性金属时,不加入灵敏色片,也会有不同颜色,但色彩不丰富。加入全波片后,色彩变得鲜艳。 转动载物台或灵敏色片,晶粒的颜色随之变化,这主要是由于偏振光干涉的结果。 偏光显微镜也和一般显微镜照明一样,分为明场照明和暗场照明两种照明方式。 4 应用举例 一、材料显微组织的显示 1.各向异性材料组织的显示 根据偏振光的反射原理,在各向异性的金属内部由于各晶粒的位向不同,干涉后的偏振光的振动方向的偏转角度不同,在正交的偏振光下则可以显示出不同的亮度。具有同样亮度的晶粒光轴一席话同接近,所以根据晶粒的明暗程度还可以判断晶粒的位向。对各向异性的金属磨面经抛光后不腐蚀就可以看到明暗不同的晶粒,这一点对难腐蚀出清晰组织的材料来说,是十分有利的分析途径。 例如,球墨铸铁的组织中的石墨属于六方点阵,是各向异性的物质,在同一石墨球中具有许多不同位向的石墨晶粒,这些石墨晶粒在偏振光下可显示不同的亮度,从而分辨出石墨晶粒的方位、球状和大小。如图7(a)所示。在一般光照射下只能看到黑暗的石墨球,不能分辨石墨的晶粒。