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偏光顯微鏡原理和應用的簡單介紹
閱讀：2935 發布時間：2020-5-29
一、基本概念解釋
自然光：普通光源(如日光、燭光、電燈)所發出的光，它是大量原子、分子發光的總和，其振動面不只限于一個固定方向而是在各個方向上分布的。
偏振光：自然光在穿過偏振片后，經過反射、折射、吸收后，其振動波被限制在一個方向上，其它方向振動的電磁波被大大削弱或消除。這種在某個確定方向上振動的光稱為偏振光。
3.起偏鏡和檢偏鏡：通過一塊偏振片(起偏鏡)后的自然光雖然變成了偏振光，但由于人的眼睛沒有辨別偏振光的能力，故無法察覺。所以還需要第二塊偏振片(檢偏鏡)來幫助檢測(見下圖3，P為起偏鏡，A為檢偏鏡)。起偏鏡將產生偏振光，用于照亮樣品，而檢偏鏡則將受測光線限定為折射光。
4.雙折射現象:一束入射光射入各向異性的晶體時，產生兩束折射光(o光和e光)的現象。o光又叫做尋常光(ordinaryray)，服從折射定律；e光叫做非尋常光(extraordinaryray)，不服從折射定律。實驗證明：o光和e光都是偏振光。
二、偏光顯微鏡的原理
馬呂斯定律：光線經過起偏鏡后成為偏振光，設其強度為Io。經過檢偏鏡后，透射光的強度I=Iocos2θ，其中θ為入射光的偏振方向與檢偏鏡的透光軸的夾角。由此可知，當起偏器相對檢偏器呈90°，透射光的強度小，這稱為“暗位”。
原理：偏光顯微鏡的兩個偏振濾光片互為90°，以獲得所謂的“暗位”，此時視野是全黑的，如果樣品在光學上表現為各向同性(單折射體)，則無論怎樣旋轉載物臺，視場仍是黑暗，這是因為起偏鏡所形成的線偏振光的振動方向不發生變化，根據馬呂斯定律，透射光的強度為0。如果樣品具有雙折射特性，則視野會變亮，這是由于從起偏鏡射出的線偏振光進入雙折射體后，產生振動方向不同的兩種直線偏振光(o光和e光)，當這兩種光通過檢偏鏡時，由于e光并不服從折射定律，其與檢偏鏡偏振方向不是90°，所以可透過檢偏鏡，視野上就可以看到明亮的象。
三、偏光顯微鏡的應用
生物領域：在生物體中，不同的纖維蛋白結構顯示出明顯的各向異性，使用偏光顯微鏡可得到這些纖維中分子排列的詳細情況。如膠原蛋白、細胞分裂時的紡綞絲等。
各種生物和非生物材料鑒定：如淀粉性質鑒定、成分鑒定、液晶、DNA晶體等。
地礦分析：如種礦物及結晶體的分析。
醫學分析：如結石、尿酸晶體檢測、關節炎等。
材料顯微組織的各項同性和異性等。