Johdatus polarisoivaan mikroskopiaan liittyvään tietoon
Polarisaatiomikroskooppi on mikroskooppi, joka asettaa polarisaattorin ja polarisaattorin optisen mikroskoopin optiseen järjestelmään tutkiakseen näytteen anisotropiaa ja kahtaistaittavuutta. Polarisoiva peili ja polarisoiva peili on molemmat valmistettu polarisoivasta prismasta tai Nicol-prismasta polarisoivasta levystä. Edellinen on asennettu valonlähteen ja näytteen väliin, kun taas jälkimmäinen on asennettu objektiivin ja piilolinssin väliin tai piilolinssin yläpuolelle. Biologisissa näytteissä lihaskuidut, luut ja hampaat osoittavat anisotropiaa, kun taas tärkkelysrakeet, kromosomit ja karat osoittavat kahtaistaitteisuutta, minkä vuoksi niitä käytetään kudossolujen kemiallisessa tutkimuksessa. Valonlähde voi käyttää yhden aallonpituuden valoa. Koska biologisten näytteiden kahtaistaitteisuus on huomattavasti heikompi verrattuna metallografisiin, kivi- tai kiteisiin materiaaleihin, niiden interferenssivärejä hyödynnetään joskus herkkien polarisaatiolevyjen aiheuttamien yhteen- ja vähennysilmiöiden kautta.
1, luonnonvalo ja polarisoitu valo
Valo on sähkömagneettinen aalto, joka kuuluu poikittaisaaltoon (värähtelyn suunta on kohtisuorassa etenemissuuntaan nähden). Kaikki todelliset valonlähteet, kuten auringonvalo, kynttilänvalo, loistelamput ja volframihehkulamput, lähettävät valoa, jota kutsutaan luonnonvaloksi. Nämä valot ovat useiden atomien ja molekyylien luminesenssin summa. Vaikka tietyn atomin tai molekyylin lähettämä sähkömagneettisen aallon värähtelysuunta on yhtenäinen tietyllä hetkellä, kunkin atomin ja molekyylin säteilemä värähtelysuunta on myös erilainen, ja tämän muutoksen taajuus on erittäin nopea. Siksi luonnonvalo on kunkin atomin tai molekyylin lähettämän valon summa, ja voidaan katsoa, että sen sähkömagneettisen aallon värähtelyn todennäköisyys kaikkiin suuntiin on yhtä suuri.
Luonnonvalo kulkee ikkunassa tiettyjen aineiden läpi, ja heijastuksen, taittumisen ja absorption jälkeen sähkömagneettisten aaltojen värähtelyaallot rajoitetaan yhteen suuntaan, kun taas muiden suuntien värähtelyaallot heikkenevät tai poistuvat suuresti. Tämän tyyppistä valoa, joka värähtelee tiettyyn suuntaan, kutsutaan polarisoiduksi valoksi. Polarisoidun valon värähtelysuunnan ja valoaaltojen etenemissuunnan muodostamaa tasoa kutsutaan värähtelypinnaksi.
Lineaarinen polarisoitu valo, ympyräpolarisoitu valo ja elliptisesti polarisoitu valo
1. Lineaarinen polarisoitu valo
Lineaarista polarisoitua valoa, joka johtuu siitä, että valon värähtelysuunta on samassa tasossa, kutsutaan myös tasopolarisoiduksi valoksi. Valon etenemissuunnassa katsottuna tämän tyyppisen valon värähtelysuunta on suora, joten sitä kutsutaan myös lineaariseksi polarisoiduksi valoksi tai lineaarisesti polarisoiduksi valoksi.
2. Ympyräpolarisoitu valo ja elliptisesti polarisoitu valo
(1) Valon kahtaistaittavuuden ilmiö ja kiteiden optinen akseli
Kun valonsäde tulee anisotrooppiseen kiteen, se jakautuu kahdeksi säteeksi, jotka etenevät eri suuntiin. Tätä ilmiötä kutsutaan kahtaistaitteeksi. Molemmat kaksitaitteisen valonsäteet ovat polarisoitua valoa. Toinen näistä kahdesta valonsäteestä noudattaa aina valon taittumislakia, eikä etenemisnopeus muutu, kun valon tulosuuntaa muutetaan. Tätä valonsädettä kutsutaan tavalliseksi säteeksi, jota edustaa o; Toinen valonsäde ei noudata taittumislakia. Kun tulevan valon suunta muuttuu, myös sen etenemisnopeus muuttuu ja valon taitekerroin on erilainen. Tätä valonsädettä kutsutaan poikkeukselliseksi valoksi ja sitä edustaa e.
Anisotrooppisissa kiteissä on tiettyjä erityissuuntia, joissa kahtaistaitetta ei tapahdu. Tavalliset ja poikkeukselliset valonsäteet etenevät samaan suuntaan ja nopeudella, ja näitä suuntia kutsutaan kiteen optiseksi akseliksi. Kidettä, jolla on yksi optinen akseli, kutsutaan yksiakseliseksi kiteeksi, ja kidettä, jolla on kaksi optista akselia, kutsutaan biaksiaaliseksi kiteeksi. Kaksiakselisilla kiteillä molemmat valonsäteet kahtaistaittavuuden jälkeen ovat erittäin kevyitä.
(2) Aaltosiru
Aaltolevyjä, lyhennettynä aaltolevyinä, voidaan käyttää valon polarisaatiota muuttamaan tai testaamaan. Kun luonnonvalo osuu yksiaksiaalista kideakselia pitkin, kahtaistaitetta ei tapahdu. Jos o-valo ja e-valo, jotka syntyvät osuessaan kohtisuoraan kiteen optiseen akseliin nähden, etenevät edelleen alkuperäistä tulosuuntaa pitkin, mutta eri etenemisnopeuksilla ja taitekertoimilla, ja etenemisnopeuksien ero on suurin. Jos ohut kalvo leikataan kiteen optisen akselin suuntaisesti ja sirun pinta on tasainen optisen akselin kanssa, tuloksena olevaa sirua kutsutaan aaltosiruksi. Kun polarisoitu valo osuu kohtisuoraan aaltolevyn optiseen akseliin nähden, se muodostaa o valoa ja e valoa, joilla on sama etenemissuunta, mutta eri etenemisnopeus aaltolevyn sisällä.
