Εισαγωγή στις γνώσεις που σχετίζονται με την πολωτική μικροσκοπία
Το μικροσκόπιο πόλωσης είναι ένα μικροσκόπιο που εισάγει έναν πολωτή και έναν πολωτή στο οπτικό σύστημα ενός οπτικού μικροσκοπίου για να εξετάσει την ανισοτροπία και τη διπλή διάθλαση του δείγματος. Ο πολωτικός καθρέφτης και ο πολωτικός καθρέφτης είναι κατασκευασμένοι από ένα πολωτικό πρίσμα ή ένα πρίσμα Nicol μιας πλάκας πόλωσης. Το πρώτο εγκαθίσταται μεταξύ της πηγής φωτός και του δείγματος, ενώ το δεύτερο τοποθετείται μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του φακού επαφής ή πάνω από τον φακό επαφής. Σε βιολογικά δείγματα, οι μυϊκές ίνες, τα οστά και τα δόντια παρουσιάζουν ανισοτροπία, ενώ οι κόκκοι αμύλου, τα χρωμοσώματα και οι άτρακτοι παρουσιάζουν διπλή διάθλαση, καθιστώντας τα να χρησιμοποιούνται στη χημική έρευνα των κυττάρων των ιστών. Η πηγή φωτός μπορεί να χρησιμοποιήσει φως μονού μήκους κύματος. Λόγω της σημαντικά ασθενέστερης διπλής διάθλασης βιολογικών δειγμάτων σε σύγκριση με μεταλλογραφικά, πετρώματα ή κρυσταλλικά υλικά, τα χρώματα παρεμβολής τους μερικές φορές χρησιμοποιούνται μέσω των φαινομένων πρόσθεσης και αφαίρεσης που προκαλούνται από ευαίσθητες πλάκες πόλωσης.
1, φυσικό φως και πολωμένο φως
Το φως είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα που ανήκει στο εγκάρσιο κύμα (η κατεύθυνση της δόνησης είναι κάθετη στη διεύθυνση διάδοσης). Όλες οι πραγματικές πηγές φωτός, όπως το φως του ήλιου, το φως των κεριών, οι λαμπτήρες φθορισμού και οι λαμπτήρες νήματος βολφραμίου, εκπέμπουν φως που ονομάζεται φυσικό φως. Αυτά τα φώτα είναι το άθροισμα της φωταύγειας ενός μεγάλου αριθμού ατόμων και μορίων. Αν και η κατεύθυνση της δόνησης του ηλεκτρομαγνητικού κύματος που εκπέμπεται από ένα συγκεκριμένο άτομο ή μόριο είναι συνεπής σε μια συγκεκριμένη στιγμή, η κατεύθυνση δόνησης που εκπέμπεται από κάθε άτομο και μόριο είναι επίσης διαφορετική και η συχνότητα αυτής της αλλαγής είναι εξαιρετικά γρήγορη. Επομένως, φυσικό φως είναι το άθροισμα του φωτός που εκπέμπεται από κάθε άτομο ή μόριο και μπορεί να θεωρηθεί ότι η πιθανότητα δόνησης του ηλεκτρομαγνητικού κύματος προς όλες τις κατευθύνσεις είναι ίση.
Το φυσικό φως διέρχεται από ορισμένες ουσίες στο παράθυρο και μετά την ανάκλαση, τη διάθλαση και την απορρόφηση, τα κύματα δόνησης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων περιορίζονται σε μία κατεύθυνση, ενώ τα κύματα δόνησης άλλων κατευθύνσεων εξασθενούν ή εξαλείφονται πολύ. Αυτό το είδος φωτός που δονείται προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση ονομάζεται πολωμένο φως. Το επίπεδο που σχηματίζεται από την κατεύθυνση δόνησης του πολωμένου φωτός και την κατεύθυνση διάδοσης των κυμάτων φωτός ονομάζεται επιφάνεια δόνησης.
Γραμμικό πολωμένο φως, κυκλικά πολωμένο φως και ελλειπτικά πολωμένο φως
1. Γραμμικό πολωμένο φως
Το γραμμικό πολωμένο φως, λόγω του γεγονότος ότι η διεύθυνση δόνησης του φωτός είναι στο ίδιο επίπεδο, ονομάζεται επίσης επίπεδο πολωμένο φως. Όταν βλέπουμε προς την κατεύθυνση της διάδοσης του φωτός, η διεύθυνση δόνησης αυτού του τύπου φωτός είναι μια ευθεία γραμμή, επομένως ονομάζεται επίσης γραμμικό πολωμένο φως ή γραμμικά πολωμένο φως.
2. Κυκλικό πολωμένο φως και ελλειπτικά πολωμένο φως
(1) Το φαινόμενο της διπλής διάθλασης του φωτός και του οπτικού άξονα των κρυστάλλων
Όταν μια δέσμη φωτός εισέρχεται σε έναν ανισότροπο κρύσταλλο, χωρίζεται σε δύο ακτίνες που διαδίδονται σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται διπλή διάθλαση. Και οι δύο δέσμες φωτός που υφίστανται διπλή διάθλαση είναι πολωμένο φως. Μία από αυτές τις δύο δέσμες φωτός ακολουθεί πάντα το νόμο της διάθλασης του φωτός και η ταχύτητα διάδοσης δεν αλλάζει όταν αλλάζει η κατεύθυνση πρόσπτωσης. Αυτή η δέσμη φωτός ονομάζεται συνηθισμένη ακτίνα, που αντιπροσωπεύεται από το o; Η άλλη δέσμη φωτός δεν ακολουθεί το νόμο της διάθλασης. Όταν αλλάζει η κατεύθυνση του προσπίπτοντος φωτός, αλλάζει και η ταχύτητα διάδοσής του και ο δείκτης διάθλασης του φωτός είναι διαφορετικός. Αυτή η δέσμη φωτός ονομάζεται έκτακτο φως και αντιπροσωπεύεται από το e.
Στους ανισότροπους κρυστάλλους, υπάρχουν ορισμένες ειδικές κατευθύνσεις στις οποίες δεν συμβαίνει διπλή διάθλαση. Οι συνηθισμένες και οι έκτακτες ακτίνες φωτός διαδίδονται στην ίδια κατεύθυνση και ταχύτητα, και αυτές οι κατευθύνσεις ονομάζονται οπτικός άξονας του κρυστάλλου. Ένας κρύσταλλος με έναν οπτικό άξονα ονομάζεται μονοαξονικός κρύσταλλος και ένας κρύσταλλος με δύο οπτικούς άξονες ονομάζεται διαξονικός κρύσταλλος. Για τους διαξονικούς κρυστάλλους, και οι δύο δέσμες φωτός μετά τη διπλή διάθλαση είναι πολύ ελαφριές.
(2) Τσιπ κύματος
Οι πλάκες κυμάτων, που συντομογραφούνται ως πλάκες κυμάτων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αλλαγή ή τη δοκιμή της πόλωσης του φωτός. Όταν το φυσικό φως προσπίπτει κατά μήκος του μονοαξονικού άξονα κρυστάλλου, δεν εμφανίζεται διπλή διάθλαση. Εάν το φως o και το e-light που παράγονται όταν προσπίπτουν κάθετα στον οπτικό άξονα των κρυστάλλων εξακολουθούν να διαδίδονται κατά μήκος της αρχικής κατεύθυνσης πρόσπτωσης, αλλά με διαφορετικές ταχύτητες διάδοσης και δείκτες διάθλασης, και η διαφορά στις ταχύτητες διάδοσης είναι η μεγαλύτερη. Εάν ένα λεπτό φιλμ κόβεται προς την κατεύθυνση παράλληλη προς τον οπτικό άξονα ενός κρυστάλλου και η επιφάνεια του τσιπ είναι επίπεδη με τον οπτικό άξονα, το τσιπ που προκύπτει ονομάζεται τσιπ κύματος. Όταν το πολωμένο φως προσπίπτει κάθετα στον οπτικό άξονα της πλάκας κύματος, σχηματίζει o φως και το φως με την ίδια κατεύθυνση διάδοσης αλλά διαφορετικές ταχύτητες διάδοσης μέσα στην πλάκα κύματος.
