Introducere în cunoștințele legate de microscopia polarizantă
Microscopul de polarizare este un microscop care introduce un polarizator și un polarizator în sistemul optic al unui microscop optic pentru a examina anizotropia și birefringența probei. Oglinda polarizanta si oglinda polarizanta sunt ambele realizate dintr-o prisma polarizanta sau o prisma Nicol dintr-o placa polarizanta. Primul este instalat între sursa de lumină și probă, în timp ce cel din urmă este instalat între lentila obiectiv și lentila de contact sau deasupra lentilei de contact. În probele biologice, fibrele musculare, oasele și dinții prezintă anizotropie, în timp ce granulele de amidon, cromozomii și fusurile prezintă birefringență, făcându-le utilizate în cercetarea chimică a celulelor țesuturilor. Sursa de lumină poate folosi lumină cu o singură lungime de undă. Datorită birefringenței semnificativ mai slabe a probelor biologice în comparație cu materialele metalografice, roci sau cristaline, culorile lor de interferență sunt uneori utilizate prin fenomenele de adăugare și scădere cauzate de plăcile de polarizare sensibile.
1, lumină naturală și lumină polarizată
Lumina este o undă electromagnetică care aparține undei transversale (direcția de vibrație este perpendiculară pe direcția de propagare). Toate sursele reale de lumină, cum ar fi lumina soarelui, lumina lumânărilor, lămpile fluorescente și lămpile cu filament de wolfram, emit lumină care se numește lumină naturală. Aceste lumini sunt suma luminiscenței unui număr mare de atomi și molecule. Deși direcția de vibrație a undelor electromagnetice emisă de un anumit atom sau moleculă este consecventă la un anumit moment, direcția de vibrație emisă de fiecare atom și moleculă este, de asemenea, diferită, iar frecvența acestei schimbări este extrem de rapidă. Prin urmare, lumina naturală este suma luminii emise de fiecare atom sau moleculă și se poate considera că probabilitatea vibrației undei sale electromagnetice în toate direcțiile este egală.
Lumina naturală trece prin anumite substanțe din fereastră, iar după reflectare, refracție și absorbție, undele de vibrație ale undelor electromagnetice sunt limitate într-o direcție, în timp ce undele de vibrație din alte direcții sunt foarte slăbite sau eliminate. Acest tip de lumină care vibrează într-o anumită direcție se numește lumină polarizată. Planul format din direcția de vibrație a luminii polarizate și direcția de propagare a undelor luminoase se numește suprafață de vibrație.
Lumină polarizată liniară, lumină polarizată circular și lumină polarizată eliptică
1. Lumină liniară polarizată
Lumina polarizată liniară, datorită faptului că direcția de vibrație a luminii este în același plan, se mai numește și lumină polarizată plană. Când este privită în direcția de propagare a luminii, direcția de vibrație a acestui tip de lumină este o linie dreaptă, așa că este numită și lumină polarizată liniară sau lumină polarizată liniar.
2. Lumină polarizată circular și lumină polarizată eliptic
(1) Fenomenul birefringenței luminii și axa optică a cristalelor
Când un fascicul de lumină intră într-un cristal anizotrop, acesta se împarte în două raze care se propagă în direcții diferite. Acest fenomen se numește birefringență. Ambele fascicule de lumină care suferă birefringență sunt lumină polarizată. Unul dintre aceste două fascicule de lumină urmează întotdeauna legea refracției luminii, iar viteza de propagare nu se modifică la schimbarea direcției de incidență. Acest fascicul de lumină se numește rază obișnuită, reprezentată de o; Celălalt fascicul de lumină nu respectă legea refracției. Când direcția luminii incidente se schimbă, se schimbă și viteza de propagare a acesteia, iar indicele de refracție al luminii este diferit. Acest fascicul de lumină se numește lumină extraordinară și este reprezentat de e.
În cristalele anizotrope, există anumite direcții speciale în care birefringența nu are loc. Razele de lumină obișnuite și extraordinare se propagă în aceeași direcție și viteză, iar aceste direcții se numesc axa optică a cristalului. Un cristal cu o axă optică se numește un cristal uniaxial, iar un cristal cu două axe optice este numit un cristal biaxial. Pentru cristalele biaxiale, ambele fascicule de lumină după birefringență sunt foarte ușoare.
(2) Cipul Wave
Plăcile ondulate, abreviate ca plăci ondulate, pot fi folosite pentru a schimba sau testa polarizarea luminii. Când lumina naturală este incidentă de-a lungul axei cristalelor uniaxiale, nu are loc birefringență. Dacă o-light și e-light generate atunci când incidente perpendicular pe axa optică a cristalului încă se propagă de-a lungul direcției incidente inițiale, dar cu viteze de propagare și indici de refracție diferiți, iar diferența de viteze de propagare este cea mai mare. Dacă o peliculă subțire este tăiată în direcția paralelă cu axa optică a unui cristal, iar suprafața cipului este plată cu axa optică, cipul rezultat se numește cip undă. Când lumina polarizată incide perpendicular pe axa optică a plăcii de undă, ea formează o lumină și o lumină cu aceeași direcție de propagare, dar viteze de propagare diferite în interiorul plăcii de undă.
