第四章偏光显微镜( 精品)

单折射性：若光线通过某一物质时，无论其从哪个方向照射物体，其传播速率和折射率在各个方向都相等，光的性质和进路不因照射方向而改变，这种物质在光学上具有“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。

双折射性：若光线通过某一物质时，光的速率、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。

当光线入射到晶体中时，会发生双折射和偏光化，分解成两种振动方向互相垂直且传播速率不等的偏光：常光（o光）服从折射定律，沿各方向的传播速率、折射率相同；异常光（e光），不服从折射定律，沿各方向的传播速率、折射率不同。

双折射性是晶体的基本特性。

晶体内存在着一个特殊方向，光沿这个方向传播时不产生双折射，即常光和异常光重合，在该方向常光和异常光的折射率相等，光的传播速率相等。

这个特殊的方向称为晶体的光轴。

“光轴”不是指一条直线，而是强调其“方向”。

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”。

偏光显微镜（Polarizing microscope）：是利用光在一定条件下的反射，折射，双折射或散射产生偏振光的原理，研究透明与不透明各向异性材料的一种显微镜。

偏光显微镜的特点，是通过偏光装置——起偏器和检偏器（最重要的部件）将普通光变为偏振光进行镜检的方法，以鉴别某一物质是单折射性（各向同性）或双折射性（各向异性）。

（偏光观察需要透过起偏镜的线偏振光能够保持良好的振动面并一直到达检偏镜，因此为了避免中间的聚光镜和物镜对偏光造成不好的影响，必须使用没有应力的偏光专用物镜。

）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，偏光显微镜则采用人造偏振镜来代替尼科尔梭镜。

4 偏光显微镜的基本操作及薄片的制备偏光显微镜是对透明矿物的光学性质进行分析和观测的一种光学仪器。

通过这种仪器能够比较迅速地对各种矿物相作出鉴定。

它是对天然矿石、陶瓷制品以及其他人造无机固体材料进行相分析的一种十分有效的工具。

一、实验目的1．了解偏光显微镜的构造、装置、使用与保养方法；2．学会偏光显微镜的一般调节与校正；3．了解薄片制作的全过程，并掌握其中关键步骤的操作。

二、实验原理偏光显微镜的产品种类较多，各类型号虽不尽相同，但基本工作原理相近。

各类产品都是由支架系统、光源和起偏系统、载物台系统、光学放大和检偏系统以及附属光学元件等几大部分组成。

偏光显微镜的构造如图2.3.1-1所示。

图2.3.1-1 偏光显微镜结构示意图1．目镜；2.目镜筒；3.勃氏镜手轮；4. 勃氏镜左右调节手轮；5. 勃氏镜前后调节手轮；6.检偏镜；7.补偿器；8.物镜定位器；9.物镜座；10.物镜；11.旋转工作台；12.聚光镜；13.拉索透镜；14.可变光栏；15.起偏镜；16.滤色片；17.反射镜；18.镜架；19.微调手轮；20.粗调手轮。

三、仪器设备偏光显微镜，切片机，磨片机，抛光机，抛光粉、无水乙醇，不同标号的磨料及砂纸，自凝牙托水、牙托粉，金属模具。

四、实验内容1．了解偏光显微镜的基本构造（1）机械部分：镜座、镜壁、镜筒、升降镜筒的粗动及微调螺旋、载物台、载物台固定螺旋及游标尺、薄片固定夹。

（2）光学系统部分：反光镜、下偏光镜、锁光圈、聚光镜、物镜及校正螺丝、试板孔、上偏光镜、勃氏镜、目镜。

（3）附件：物镜校正螺丝、试板(石英试板、石膏试板、云母试板)。

2．学习装卸物镜物镜一般选用中倍镜，其装卸有两种方法。

（1）弹簧夹型：将物镜上的小钉夹于弹簧夹的凹陷处，即可夹住物镜。

（2）转盘型：先将物镜安装在一个可以转动的圆盘上，再将需要的物镜转到镜筒的正下方，恰至被弹簧卡住为止。

3．调节照明装上物镜与目镜后，轻轻推出上偏光镜与勃氏镜，打开锁光圈，调节光源至理想视域。

偏光显微镜的原理及应用1. 偏光显微镜的原理偏光显微镜是一种利用偏振光原理来观察样品的显微镜。

它主要由偏光光源、偏光器、样品、偏光片和偏振检光光源等组成。

1.1 偏振光的产生偏振光是指在特定方向振动的光，一般通过偏振片来产生。

当自然光通过偏振片时，只有振动方向与偏振片同向的光可以通过，其他方向的光被阻挡。

1.2 双折射现象当光线通过一些特殊材料（比如石英、云母等）时，光线会被分成两个方向的光线，这种现象称为双折射。

一个方向的光线传播速度快，被称为快光线；另一个方向的光线传播速度慢，被称为慢光线。

1.3 偏光显微镜的构成偏光显微镜利用两个偏振光之间的干涉现象来观察样品。

它的光路比普通显微镜更加复杂，包括了偏振光源、偏振器、样品、偏光片和偏振检光光源等组件。

通过调整偏振片的方向和光源的强弱，可以改变样品的对比度和显示的特征。

2. 偏光显微镜的应用偏光显微镜在生命科学、材料科学、地质学等领域有广泛的应用，以下是一些常见的应用：2.1 结晶学研究偏光显微镜可以通过观察样品中的晶体结构和颜色来研究结晶性质。

由于不同晶体的双折射性质不同，所以在偏光显微镜下观察可以得到不同的颜色效果，从而推断晶体的成分和性质。

2.2 地质研究偏光显微镜在地质研究中有重要的应用。

通过观察岩石样品中的矿物晶体、纹层和构造特征，可以推断岩石的成因、变质程度和地质作用等。

2.3 生物学研究偏光显微镜在生物学研究中可以用于观察细胞、组织和生物标本。

通过调整偏振片的方向和光源的强弱，可以改变样品的对比度和显示的特征，帮助研究人员观察细胞结构、细胞分裂过程和细胞器等。

2.4 材料科学研究偏光显微镜在材料科学研究中可以用于分析材料的结构和性质。

通过观察材料样品中的晶体结构、显微组织和缺陷等特征，可以推断材料的组成、相变过程和力学性能等。

2.5 药学研究偏光显微镜在药学研究中可以用于观察药物的微观结构和性质。

通过观察药物样品中的颗粒、晶体和溶解度等特征，可以研究药物的制备工艺、稳定性和释放机制等。

偏光显微镜一.使用前的检查1.1.确定起偏振镜或检偏振镜振动方向：将检偏振镜自镜中推出、只留一个起偏振镜观察工作台上黑云母切片、转动工作台，当黑云母解理与起偏振镜的振动方向平行时对黑云母吸收性最强，此时呈现深棕色，当解理与起偏振镜的振动方向垂直时，黑云母吸收性微弱，此时晶体呈现淡黄色，据此就能确定起偏振镜的振动方向。

另一法是将起偏振镜自显微镜上取下，通过起偏振镜以较大倾斜角观察任一光亮的反射表面，转动起偏振镜至一最暗位置，即可确定起偏振镜振动方向与水平方向(左右不限)垂直、因光亮表面反射来的部分偏振光振动方向始终是观察者的左右方向。

本仪器上的起偏振镜振动方向为观察者的左右方向。

1.2.起偏振镜与检偏振镜正交：将检偏振镜推入(为观察清楚，应取下目镜、物镜及拨开聚光镜前片)，转动起偏振镜，观察到最暗位置，即系正交位置，此时起偏振镜刻线应对准00(1800)。

1.3.目镜分划板十字线与起偏振镜、检偏振镜振动方向平行，检查方法同1.1.在单偏光下观察黑云母切片，当黑云母解理与起偏抵镜的振动方向平行时，颜色最深，呈深棕色，此目镜分划板十字线之一应与黑云母解理方向平行。

二.物镜中心调节方法如下2.1.观察旋转工作台上的切片，在切片中找一小黑点，使位于目镜十字线中心。

2.2.转动工作台，若物镜光轴与工作台中心不一致，黑点即离开十字线中心绕一个圆转动。

圆的中心S即为工作台的中心。

2.3.将小黑点转至O1（此时距十字线中心最远）借物镜座上两个调节螺丝调节S与0重合，使得小黑点自01移回001距离一半。

2.4.如此循环进行上述三步骤可使物镜光轴与旋转工作台中心重合。

三.用低倍物镜时，应将拉索透镜移出光路，同时用平面反射镜引入光线。

用高倍物镜及观察锥光图时，必须将拉索透镜引入光路，为增加视域亮度，可用凹面反射镜引入光线。

聚光镜之间的可变光栏可调节进光量的大小。

四.勃氏镜在一般情况下是不用的，只当在高倍物镜下看锥光图时才将勃氏镜加进光路，此时勃氏镜连同目镜构成一个放大镜以观察物镜后焦面上的锥光束干涉图，须注意在照明光源上加毛玻片或在引入光线的方向上应无障碍物，以免使灯丝象或窗户框子、树、天空云彩等成象引起干扰。