偏光显微镜原理方法

1 偏光显微镜的工作原理及应用介绍

偏光显微镜是利用光的偏振特性对具有双折射性物质进行研究鉴定的必备仪器，可供广大用户进行单偏光观察，正交偏光观察，锥光观察。

工作原理：

偏光显微镜的两个偏振滤光片互为90°，以获得所谓的“暗位”，此时视野是全黑的；

如果样品在光学上表现为各向同性（单折射体），则无论怎样旋转载物台，视场仍是黑暗；

这是因为起偏镜所形成的线偏振光的振动方向不发生变化，根据马吕斯定律，透射光的强度为0。

如果样品具有双折射特性，则视野会变亮，这是由于从起偏镜射出的线偏振光进入双折射体后，产生振动方向不同的两种直线偏振光（o光和e光）；

当这两种光通过检偏镜时，由于e光并不服从折射定律，其与检偏镜偏振方向不是90°，所以可透过检偏镜，视野上就可以看到明亮的象。

偏光显微镜在金相分析方面的应用：

1.偏振光在各向异性金属磨面上的反射。

在正交偏振光下观察各向异性晶体。因光学各向异性金属在金相磨面上呈现的各 2 颗晶粒的位向不同，即各晶粒的“光轴”位置不同，使各晶粒的反射偏振光的偏振面旋转的角度不同；

通过偏光显微镜后，便可在目镜中观察到具有不同亮度的晶粒衬度。转动载物台，相当于改变了偏振方向与光轴的夹角。

旋转载物台360°，视场中可观察到四次明亮，四次暗黑的变化。这就是各向异性晶体在正交偏振光下的偏光效应。

2.偏振光在各向同性金属磨面上的反射。

各向同性金属在正交偏光下观察时，由于其各方向光学性质是一致的，不能使反射光的偏振面旋转，直线偏振光垂直入射到各向同性金属磨面上；

因其反射光仍为直线偏振光，被与之正交的检偏镜所阻，因此反射偏振光不能通过检偏镜，视场暗黑，呈现消光现象。

旋转载物台，也没有明暗变化。这就是各向同性金属在正交偏光下的现象。

若在正交偏光下研究各向同性金属，需采用改变原晶体光学性质的特殊方法来实现。常用的有深浸蚀或表面进行阳极化处理。

例如，有人采用深浸蚀的方法观察高碳镍铬钢的针状马氏体和原奥氏体晶粒。有人用这种方法观察马氏体和贝氏体，低碳马氏体领域等。

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。

偏光显微镜物镜中心调节方法

（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）转动工作台，若物镜光轴中心O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。

（3）将小黑点转至距十字线中心最远的1点处，旋转物镜座上两个调节螺丝使小黑点自1处移至O-1直线的中点（即1点距十字线中心距离的一半）。

（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。

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改变，这种物质在光学上就具有“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；若光线通过另一物质时，光的速度、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。 （二）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间附件外方以便操作，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，如果起偏镜与检偏镜的振动方向互相平行，即处于“平行检偏位”的情况下，则视场最为明亮。反之，若两者互相垂直，即处于“正交校偏位”的情况下，则视场完全黑暗，如果两者倾斜，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；如果偏斜，则只以通过一部分；如若垂直，则完全不能通过。因此，在采用偏光显微镜检时，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

正交检偏位下的双折射体：在正交的情况下，视场是黑暗的，如果被检物体在光学上表现为各向同性（单折射体），无论怎样旋转载物台，视场仍为黑暗，这是因为起偏镜所形成的线偏振光的振动方向不发生变化，仍然与检偏镜的振动方向互相垂直的缘故。若被检物体具有双折射特性或 含有具双折射特性的物质，则具双折射特性的地方视场变亮，这是因为从起偏镜射出的直线偏振光进入双折射体后，产生振动方向不同的两种直线偏振光，当这两种光通过检偏镜时，由于另一束光并不与检偏镜偏振方向正交，可透过检偏镜，就能使人眼看到明亮的象。光线通过双折射体时，所形成两种偏振光的振动方向，依物体的种类而有不同。

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。