Jotain johdatusta polarisoivaan mikroskooppiin
Polarisoiva mikroskooppi on mikroskooppi, joka asettaa polarisaattorin ja analysaattorin optisen mikroskoopin optiseen järjestelmään näytteen anisotropian ja kahtaistaittavuuden tarkistamiseksi]. Sekä polarisaattori että analysaattori on valmistettu polarisoivista prismoista tai polarisoivien levyjen Nicol-prismoista. Edellinen asennetaan valonlähteen ja näytteen väliin ja jälkimmäinen objektiivin ja okulaarin väliin tai okulaarin päälle. Biologisissa näytteissä lihaskuidut, luut ja hampaat ovat anisotropiaa ja tärkkelysjyvät, kromosomit ja karat kaksitaitteisia, joten niitä käytetään kudossolujen kemiallisessa tutkimuksessa. Valonlähde on edullisesti yksiaallonpituinen valo. Koska biologisten näytteiden kahtaistaitteisuus on merkittävästi heikompi kuin metallografisten, kallio- tai kristallinäytteiden, häiriöväriä käyttää joskus myös herkän analysaattorin aiheuttama yhteen- ja vähennysilmiö.
1. Luonnonvalo ja polarisoitu valo
Valo on eräänlainen sähkömagneettinen aalto, joka kuuluu poikittaisaaltoon (värähtelyn suunta on kohtisuorassa etenemissuuntaan nähden). Kaikkia todellisia valonlähteitä, kuten auringonvaloa, kynttilänvaloa, loistelamppuja ja volframilamppuja, kutsutaan luonnonvaloksi. Nämä valot ovat lukuisten atomien ja molekyylien lähettämän valon summa. Vaikka atomin tai molekyylin tietyllä hetkellä lähettämien sähkömagneettisten aaltojen värähtelysuunta on sama, kunkin atomin ja molekyylin värähtelysuunta on myös erilainen, ja tämän muutoksen taajuus on erittäin nopea. Siksi luonnonvalo on kunkin atomin tai molekyylin lähettämän valon summa, jota voidaan pitää sen sähkömagneettisen aallon värähtelyn todennäköisyydellä kaikkiin suuntiin.
Kun luonnonvalo kulkee ikkunassa tiettyjen aineiden läpi, heijastuksen, taittumisen ja absorption jälkeen sähkömagneettisten aaltojen värähtelyaallot rajoittuvat yhteen suuntaan ja muihin suuntiin värähtelevät sähkömagneettiset aallot heikkenevät tai häviävät suuresti. Tällaista tiettyyn suuntaan värähtelevää valoa kutsutaan polarisoiduksi valoksi. Polarisoidun valon värähtelysuunnan ja valoaallon etenemissuunnan muodostamaa tasoa kutsutaan värähtelytasoksi.
2. Lineaarisesti polarisoitu valo, ympyräpolarisoitu valo ja elliptisesti polarisoitu valo
1. Lineaarisesti polarisoitu valo
Lineaarisesti polarisoitua valoa kutsutaan myös tasopolarisoiduksi valoksi, koska valon värähtelysuunta on samassa tasossa. Valon etenemissuuntaa tarkasteltaessa tämän valon värähtelysuunta on suora viiva, joten sitä kutsutaan myös lineaarisesti polarisoiduksi valoksi tai lineaarisesti polarisoiduksi valoksi.
2. Pyöreäpolarisoitu valo ja elliptisesti polarisoitu valo
(1) Valon kahtaistaitteisuus ja kiteen optinen akseli
Kun valonsäde ruiskutetaan anisotrooppiseen kiteeseen, se jakautuu kahdeksi säteeksi, jotka etenevät eri suuntiin. Tätä ilmiötä kutsutaan kahtaistaitteeksi. Kaksi kahtaistaittavaa valonsädettä ovat polarisoitua valoa. Toinen kahdesta valonsäteestä noudattaa aina valon taittumislakia, eikä etenemisnopeus muutu, kun tulosuuntaa muutetaan. Tätä valoa kutsutaan tavalliseksi valoksi, jota merkitään o:lla; toinen säde ei noudata taittumislakia. Kun , myös sen etenemisnopeus muuttuu vastaavasti ja valon taitekerroin on erilainen. Tätä sädettä kutsutaan poikkeukselliseksi valoksi ja sitä edustaa e.
Anisotrooppisissa kiteissä on tiettyjä erityissuuntia, joissa kahtaistaitetta ei tapahdu, tavalliset säteet ja poikkeukselliset säteet kulkevat samaan suuntaan ja nopeudella, ja näitä suuntia kutsutaan kiteen optiseksi akseliksi. Kiteet, joilla on optinen akseli. Sitä kutsutaan yksiakseliseksi. kide, ja kidettä, jossa on kaksi optista akselia, kutsutaan biaksiaaliseksi kiteeksi. Kaksiakselisilla kiteillä kaksi kahtaistaittavuuden jälkeistä sädettä ovat molemmat poikkeuksellisia säteitä.
(2) aaltosiru
Aaltolevyä, jota kutsutaan aaltolevyksi, voidaan käyttää valon polarisaation muuttamiseksi tai testaamiseksi. Kun luonnonvalo osuu yksiaksiaalisen kiteen optista akselia pitkin, kahtaistaitetta ei tapahdu. Jos o-säde ja e-säde, jotka syntyvät osuessaan kohtisuoraan kiteen optiseen akseliin nähden, etenevät edelleen alkuperäistä tulosuuntaa pitkin, mutta etenemisnopeus ja taitekerroin ovat erilaiset ja etenemisnopeuden ero on suurin. Jos ohut viipale leikataan yksiakselisen kiteen optisen akselin suuntaisesti, kiekon pinta on yhdensuuntainen optisen akselin kanssa, ja tällä tavalla valmistettua kiekkoa kutsutaan aaltolevyksi. Kun polarisoitua valoa osuu kohtisuoraan aaltolevyn optiseen akseliin nähden, muodostuu aaltolevy. o-säteet ja e-säteet kulkevat samaan suuntaan, mutta eri nopeuksilla. Jos aaltolevy on paksumpi, se on o-säteen ja e-säteen aallonpituuden kokonaislukukerrannainen, ja tätä aaltolevyä kutsutaan täysaaltolevyksi. Ja niin edelleen, on puoliaaltolevyjä ja 1/4 aaltolevyjä ja niin edelleen.
(3) Ympyräpolarisoidun valon ja elliptisesti polarisoidun valon muodostuminen
Kun luonnonvalonsäde osuu kohtisuoraan yksiakselisen kiteen optiseen akseliin nähden, kaksi polarisoidun valonsädettä, joiden värähtelytasot ovat kohtisuorassa toisiinsa nähden, ovat epäkoherentteja. Koska luonnonvaloa tuottavat valonlähteen erilaiset molekyylit ja atomit, kiinteää vaihe-eroa ei ole, joten häiriöitä ei tapahdu. Mutta kun monokromaattisen polarisoidun valonsäde kulkee kahtaistaittavan materiaalin läpi[/url], kaksi polarisoidun valonsädettä voivat olla koherentteja. Se vastaa kahden keskenään kohtisuoran saman ajanjakson värähtelyn synteesiä.
