Λίγη εισαγωγή στο πολικό μικροσκόπιο
Το πολωτικό μικροσκόπιο είναι ένα μικροσκόπιο που εισάγει έναν πολωτή και έναν αναλυτή στο οπτικό σύστημα ενός οπτικού μικροσκοπίου για να ελέγξει την ανισοτροπία και τη διπλή διάθλαση ενός δείγματος]. Τόσο ο πολωτής όσο και ο αναλυτής είναι κατασκευασμένοι από πολωτικά πρίσματα ή πρίσματα Nicol από πολωτικές πλάκες. Το πρώτο εγκαθίσταται μεταξύ της πηγής φωτός και του δείγματος και το δεύτερο τοποθετείται μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του προσοφθάλμιου φακού ή στον προσοφθάλμιο φακό. Σε βιολογικά δείγματα, οι μυϊκές ίνες, τα οστά και τα δόντια έχουν ανισοτροπία και οι κόκκοι αμύλου, τα χρωμοσώματα και οι άτρακτοι έχουν διπλή διάθλαση, επομένως χρησιμοποιούνται στη χημική έρευνα των κυττάρων των ιστών. Η πηγή φωτός είναι κατά προτίμηση φως μονού μήκους κύματος. Δεδομένου ότι η διπλή διάθλαση των βιολογικών δειγμάτων είναι σημαντικά ασθενέστερη από αυτή των μεταλλογραφικών, πετρωμάτων ή κρυστάλλων, μερικές φορές το χρώμα παρεμβολής χρησιμοποιείται επίσης από το φαινόμενο πρόσθεσης και αφαίρεσης που προκαλείται από τον ευαίσθητο αναλυτή.
1. Φυσικό φως και πολωμένο φως
Το φως είναι ένα είδος ηλεκτρομαγνητικού κύματος, το οποίο ανήκει στο εγκάρσιο κύμα (η κατεύθυνση της δόνησης είναι κάθετη προς την κατεύθυνση διάδοσης). Όλες οι πραγματικές πηγές φωτός, όπως το φως του ήλιου, το φως των κεριών, οι λαμπτήρες φθορισμού και οι λαμπτήρες βολφραμίου, ονομάζονται φυσικό φως. Αυτά τα φώτα είναι το άθροισμα του φωτός που εκπέμπεται από μεγάλο αριθμό ατόμων και μορίων. Αν και η κατεύθυνση δόνησης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που εκπέμπονται από ένα άτομο ή ένα μόριο σε μια συγκεκριμένη στιγμή είναι η ίδια, η κατεύθυνση δόνησης κάθε ατόμου και μορίου 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, το οποίο μπορεί να θεωρηθεί ως Η δόνηση του ηλεκτρομαγνητικού του κύματος έχει ίση πιθανότητα προς όλες τις κατευθύνσεις.
Όταν το φυσικό φως διέρχεται από ορισμένες ουσίες στο παράθυρο, μετά από ανάκλαση, διάθλαση και απορρόφηση, τα κύματα δόνησης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων περιορίζονται σε μία κατεύθυνση και τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που δονούνται σε άλλες κατευθύνσεις 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 του φωτεινού κύματος ονομάζεται επίπεδο δόνησης.
2. Γραμμικά πολωμένο φως, κυκλικά πολωμένο φως και ελλειπτικά πολωμένο φως
1. Γραμμικά πολωμένο φως
Το γραμμικά πολωμένο φως ονομάζεται επίσης επίπεδο πολωμένο φως επειδή η διεύθυνση δόνησης του φωτός είναι στο ίδιο επίπεδο. Κοιτάζοντας την κατεύθυνση διάδοσης του φωτός, η κατεύθυνση δόνησης αυτού του φωτός είναι μια ευθεία γραμμή, επομένως ονομάζεται επίσης γραμμικά πολωμένο φως ή γραμμικά πολωμένο φως.
2. Κυκλικό πολωμένο φως και ελλειπτικά πολωμένο φως
(1) Διπλή διάθλαση του φωτός και του οπτικού άξονα του κρυστάλλου
Όταν μια δέσμη φωτός εγχέεται σε έναν ανισότροπο κρύσταλλο, θα χωριστεί σε δύο δέσμες που διαδίδονται σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται διπλή διάθλαση. Οι δύο δέσμες φωτός που είναι διπλής διάθλασης είναι πολωμένο φως. Μία από τις δύο δέσμες φωτός υπακούει πάντα στο νόμο της διάθλασης του φωτός και η ταχύτητα διάδοσης δεν αλλάζει όταν αλλάζει η κατεύθυνση προσπίπτουσας. Αυτό το φως ονομάζεται συνηθισμένο φως, που συμβολίζεται με o; η άλλη δέσμη δεν υπακούει στο νόμο της διάθλασης. Όταν , η ταχύτητα διάδοσής του επίσης αλλάζει ανάλογα και ο δείκτης διάθλασης του φωτός είναι διαφορετικός. Αυτή η δέσμη ονομάζεται έκτακτο φως και αντιπροσωπεύεται από το e.
Στους ανισότροπους κρυστάλλους, υπάρχουν ορισμένες ειδικές κατευθύνσεις στις οποίες δεν συμβαίνει διπλή διάθλαση, οι συνηθισμένες ακτίνες και οι έκτακτες ακτίνες ταξιδεύουν με την ίδια κατεύθυνση και ταχύτητα, και αυτές οι κατευθύνσεις ονομάζονται οπτικός άξονας του κρυστάλλου Κρύσταλλοι με οπτικό άξονα Ονομάζονται μονοαξονικοί κρύσταλλο, και ένας κρύσταλλος με δύο οπτικούς άξονες ονομάζεται διαξονικός κρύσταλλος. Για τους διαξονικούς κρυστάλλους, οι δύο ακτίνες μετά τη διπλή διάθλαση είναι και οι δύο εξαιρετικές ακτίνες.
(2) τσιπ κύματος
Η πλάκα κυμάτων, που αναφέρεται ως πλάκα κύματος, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αλλαγή ή τη δοκιμή της πόλωσης του φωτός. Όταν το φυσικό φως προσπίπτει κατά μήκος του οπτικού άξονα ενός μονοαξονικού κρυστάλλου, δεν συμβαίνει διπλή διάθλαση. Εάν η ακτίνα Ο και η ακτίνα e που δημιουργούνται όταν προσπίπτουν κάθετα στον οπτικό άξονα του κρυστάλλου εξακολουθούν να διαδίδονται κατά μήκος της αρχικής διεύθυνσης πρόσπτωσης, αλλά η ταχύτητα διάδοσης και ο δείκτης διάθλασης είναι διαφορετικά και η διαφορά στην ταχύτητα διάδοσης είναι η μεγαλύτερη. Εάν μια λεπτή φέτα κόβεται σε κατεύθυνση παράλληλη προς τον οπτικό άξονα του κρυστάλλου ενός άξονα, η επιφάνεια της γκοφρέτας είναι παράλληλη με τον οπτικό άξονα και η γκοφρέτα που κατασκευάζεται με αυτόν τον τρόπο ονομάζεται πλάκα κυμάτων. Όταν το πολωμένο φως προσπίπτει κάθετα στον οπτικό άξονα της κυματικής πλάκας, σχηματίζεται μια πλάκα κύματος. οι ακτίνες ο και οι ακτίνες e που ταξιδεύουν προς την ίδια κατεύθυνση αλλά με διαφορετικές ταχύτητες. Εάν η πλάκα κύματος είναι παχύτερη, είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του μήκους κύματος της ακτίνας ο και της ακτίνας e-ακτίνας, και αυτή η πλάκα κύματος ονομάζεται πλάκα πλήρους κύματος. Και ούτω καθεξής, υπάρχουν πλάκες μισού κύματος και πλάκες κύματος 1/4 και ούτω καθεξής.
(3) Σχηματισμός κυκλικά πολωμένου φωτός και ελλειπτικά πολωμένου φωτός
Όταν μια δέσμη φυσικού φωτός προσπίπτει κάθετα στον οπτικό άξονα ενός μονοαξονικού κρυστάλλου, οι δύο δέσμες πολωμένου φωτός των οποίων τα επίπεδα δόνησης είναι κάθετα μεταξύ τους είναι ασυνάρτητες. Επειδή το φυσικό φως παράγεται από διαφορετικά μόρια και άτομα στην πηγή φωτός, δεν υπάρχει σταθερή διαφορά φάσης, επομένως δεν παρουσιάζονται παρεμβολές. Αλλά όταν μια δέσμη μονοχρωματικού πολωμένου φωτός διέρχεται από ένα διπλοδιαθλαστικό υλικό[/url], οι δύο δέσμες πολωμένου φωτός που παράγονται μπορεί να είναι συνεκτικές. Ισοδυναμεί με τη σύνθεση δύο αμοιβαία κάθετων δονήσεων της ίδιας περιόδου.
