偏光显微镜原理

光学显微镜的工作原理

显微镜是一种精密的光学仪器，已有300多年的发展史。自从有了显微镜，人们看到了过去看不到的许多微小生物和构成生物的基本单元——细胞。目前，不仅有能放大千余倍的光学显微镜，而且有放大几十万倍的电子显微镜，使我们对生物体的生命活动规律有了更进一步的认识。在普通中学生物教学大纲中规定的实验中，大部分要通过显微镜来完成，因此，显微镜性能的好坏是做好观察实验的关键。

一、显微镜的光学系统

显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜和聚光器四个部件。广义的说也包括照明光源、滤光器、盖玻片和载玻片等。

（一）、物镜

物镜是决定显微镜性能的最重要部件，安装在物镜转换器上，接近被观察的物体，故叫做物镜或接物镜。

1、物镜的分类

物镜根据使用条件的不同可分为干燥物镜和浸液物镜；其中浸液物镜又可分为水浸物镜和油浸物镜（常用放大倍数为90—100倍）。

根据放大倍数的不同可分为 低倍物镜（10倍以下）、中倍物镜（20倍左右）高倍物镜（40—65倍）。

根据像差矫正情况，分为消色差物镜（常用，能矫正光谱中两种色光的色差的物镜）和复色差物镜（能矫正光谱中三种色光的色差的物镜，价格贵，使用少）。

2、物镜的主要参数： 物镜主要参数包括：放大倍数、数值孔径和工作距离。

①、放大倍数是指眼睛看到像的大小与对应标本大小的比值。它指的是长度的比值而不是面积的比值。例：放大倍数为100×，指的是长度是1μm的标本，放大后像的长度是100μm，要是以面积计算，则放大了10,000倍。

显微镜的总放大倍数等于物镜和目镜放大倍数的乘积。

②、数值孔径也叫镜口率，简写NA 或A，是物镜和聚光器的主要参数，与显微镜的分辨力成正比。干燥物镜的数值孔径为，油浸物镜（香柏油）的数值孔径为。

③、工作距离是指当所观察的标本最清楚时物镜的前端透镜下面到标本的盖玻片上面的距离。物镜的工作距离与物镜的焦距有关，物镜的焦距越长，放大倍数越低，其工作距离越长。例：10倍物镜上标有10/和160/，其中10为物镜的放大倍数；为数值孔径；160为镜筒长度（单位mm）；为盖玻片的标准厚度（单位 mm）。10倍物镜有效工作距离为，40倍物镜有效工作距离为 。

偏光显微镜原理

偏光显微镜（Polarizing Microscope）是一种可以观察和分析各种物质的极性结构的显微镜。它的原理是借助偏振光来观察物质的极性结构，并用此来获得物质的极性信息。

偏光显微镜的基本原理是偏振光的散射原理，即当光通过物质时会发生散射，而这些散射光的极性与物质内部极性结构有关。因此，如果我们能够利用偏振光来观察物质的极性结构，就可以获得物质的极性信息。

偏光显微镜的工作原理大致如下：首先，将带有极性分布的物质放在台上装有极化片的偏光显微镜上进行观察。然后，将极化片的极性方向调整，以使其与物质内部极性结构相匹配，从而让物质的极性分布可以被偏振光所发射。最后，将偏振光照射到物体上，然后观察极化片上的变化，从而获得物质的极性信息。

偏光显微镜在科学研究中有着重要的作用，它可以用来研究物质的极性结构，从而获得物质的极性信息。此外，它还可以用来研究微细结构、分子结构、微粒结构等。例如，它可以用来研究石英石的晶体结构，从而获得石英石的晶体结构信息；它还可以用来研究有机分子的结构，从而获得有机分子的结构信息。 偏光显微镜的使用非常广泛，它可以用于生物、化学、材料学、分析化学等多个领域。它的应用不仅能够获得物质的极性信息，而且还能够观测物质的微细结构，甚至可以用于研究生物体内的细胞结构。

总之，偏光显微镜是一种重要的科学研究仪器，它可以用来研究物质的极性结构，从而获得物质的极性信息，并可以用于研究物质的微细结构，甚至可以用于研究生物体内的细胞结构。它在科学研究中的应用非常广泛，是生物、化学、材料学、分析化学等多个领域的重要研究手段。

第 1 页 共 10 页 偏光显微镜基本工作原理 偏光显微镜工作原理

偏光显微镜基本工作原理：

一、单折射性与双折射性：

光线通过某一物质时，如光的性质和进路不因照射方向而更改，这种物质在光学上就具有“各向同性”，又称单折射体，如一般气体、液体以及非结晶性固体；若光线通过另一物质时，光的速度、折射率、吸取性和偏振、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。

二、光的偏振现象：

光波依据振动的特点，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很多振动面，各平面上振动的振幅分布相同；自然光经过反射、折射、双折射及吸取等作用，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”。 第 2 页 共 10 页

三、偏光的产生及其作用：

偏光显微镜紧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）棱镜构成，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，偏光显微镜则接受人造偏振镜来代替尼科尔梭镜。人造偏振镜是以硫酸喹啉又名Herapathite的晶体制作而成，呈绿橄榄色。当一般光通过它后，就能获得只在一直线上振动的直线偏振光。偏光显微镜有两个偏振镜，一个装置在光源与被检物体之间的叫“起偏镜”；另一个装置在物镜与目镜之间的叫“检偏镜”，有手柄伸手镜筒或中心附件外方以便操作，其上有旋转角的刻度。从光源射出的光线通过两个偏振镜时，假如起偏镜与检偏镜的振动方向相互平行，即处于“平行检偏位”的情况下，则视场较为光亮。反之，若两者相互垂直，即处于“正交校偏位”的情况下，则视场完全黑暗，假如两者倾斜，则视场表明出中等程度的亮度。由此可知，起偏镜所形成的直线偏振光，如其振动方向与检偏镜的振动方向平行，则能完全通过；假如偏斜，则只以通过一部分；如若垂直，则完全不能通过。因此，在接受偏光显微镜检时，原则上要使起偏镜与检偏镜处于正交检偏位的状态下进行。

- 1 - 偏光显微镜法测双折射率 原理

偏光显微镜法是一种常用的测量物质双折射率的方法。它的原理是利用偏光镜的特性，通过观察物质在不同偏光方向下的光线偏转情况，来得到物质的双折射率。

具体来说，偏光显微镜法需要使用一台偏光显微镜和一些样品。将样品放置在显微镜的观察平台上，并在样品上方放置一个偏光镜。偏光镜可以调整其偏光方向，以使其与样品的主轴方向垂直或平行。

当偏光镜的偏光方向与样品主轴方向垂直时，观察到的是样品的快轴和慢轴两个方向的光线，它们经过样品后会发生不同程度的偏转。此时，样品的双折射率可以通过计算快轴和慢轴的折射率差来得到。

当偏光镜的偏光方向与样品主轴方向平行时，观察到的是样品沿主轴方向的光线。此时，样品的双折射率等于0，因为光线不会发生偏转。

通过偏光显微镜法可以快速、准确地测量物质的双折射率，并可用于研究材料的光学性质、晶体结构等方面。