Zde jsou základy toho, co od polarizačního mikroskopu očekáváte
Polarizační mikroskop je druh mikroskopu používaný ke studiu takzvaných průhledných a neprůhledných anizotropních materiálů a má důležité aplikace v geologii a dalších vědních a technických oborech. Všechny látky s dvojlomem lze jasně rozlišit pod polarizačním mikroskopem. Tyto látky lze samozřejmě pozorovat i barvením, ale některé z nich nelze použít a je třeba použít polarizační mikroskop. Reflexní polarizační mikroskop je nezbytným nástrojem pro výzkum a identifikaci dvojlomných látek pomocí polarizačních charakteristik světla.
Základní princip polarizačního mikroskopu:
1. Jednoduchý lom a dvojitý lom: Když světlo prochází určitou látkou, pokud se povaha a dráha světla nemění v důsledku směru ozařování, je tato látka opticky "izotropní", známá také jako jednoduchý lom, jako je obyčejný plyny, kapaliny a nekrystalické pevné látky; pokud světlo prochází jinou látkou, rychlost, index lomu, absorpce, polarizace a amplituda světla jsou různé v důsledku směru ozařování a tato látka má opticky "anizotropii", také známou jako dvojlomná tělesa, jako jsou krystaly, vlákna atd.
2. Jev polarizace světla: Světelné vlny lze rozdělit na přirozené světlo a polarizované světlo podle charakteristik vibrací. Vibrační charakteristika přirozeného světla spočívá v tom, že na vertikální ose přenosu světelných vln je mnoho vibračních rovin a distribuce amplitudy vibrací v každé rovině je stejná; přirozené světlo může získat světelné vlny vibrující pouze jedním směrem po odrazu, lomu, dvojlomu a absorpci atd. Tento druh světelných vln se nazývá „polarizované světlo“ nebo „polarizované světlo“.
3. Vznik a funkce polarizovaného světla: Nejdůležitějšími součástmi polarizačního mikroskopu jsou polarizační zařízení - polarizátory a analyzátory. V minulosti byly oba složeny z Nicolových hranolů, které jsou vyrobeny z přírodního kalcitu, ale kvůli omezení velkého objemu krystalů je obtížné získat velkoplošnou polarizaci a polarizační mikroskopy používají umělé polarizátory, které Nahrazuje Nicholasovo zrcadlo. Umělé polarizátory jsou vyrobeny z chinolinsulfátu, známého také jako herapatitové krystaly, které jsou zelené olivové barvy. Když jím prochází běžné světlo, lze získat lineárně polarizované světlo, které vibruje pouze v přímce. Polarizační mikroskopy mají dva polarizátory, jedno zařízení se nazývá „polarizátor“ mezi zdrojem světla a zkoumaným objektem; Vnější strana příslušenství se snadno ovládá a je na ní stupnice úhlu natočení. Když světlo vyzařované ze světelného zdroje prochází dvěma polarizátory, jsou-li směry vibrací polarizátoru a analyzátoru vzájemně rovnoběžné, to znamená za podmínky „paralelní polohy analyzátoru“, bude zorné pole nejjasnější. . Naopak, pokud jsou dva na sebe kolmé, tedy v „ortogonální korekční poloze“, je zorné pole zcela tmavé, a pokud jsou oba nakloněny, vykazuje zorné pole mírný stupeň jasu. Z toho je patrné, že lineárně polarizované světlo tvořené polarizátorem, pokud je jeho směr vibrací rovnoběžný se směrem vibrací analyzátoru, může procházet úplně; pokud je zkosený, může procházet pouze částí; je-li vertikální, nemůže procházet vůbec. Při použití polarizačního mikroskopu by proto v zásadě měly být polarizátor a analyzátor ve stavu ortogonálního analyzátoru.
4. Dvojlomné těleso v poloze ortogonální analýzy: V případě ortogonality je zorné pole tmavé. Pokud je kontrolovaný objekt opticky izotropní (jediný refraktor), bez ohledu na to, jak stolkem otočíte, je zorné pole stále tmavé, protože směr vibrací lineárně polarizovaného světla tvořeného polarizátorem se nemění a je stále kolmo ke směru vibrací analyzátoru. Pokud má kontrolovaný objekt dvojlomové charakteristiky nebo obsahuje látky s dvojlomovými charakteristikami, zorné pole místa s dvojlomovými charakteristikami se zesvětlí. Je to proto, že lineárně polarizované světlo vyzařované z polarizátoru vstupuje do dvojlomného tělesa a vytváří směr vibrací. Dvě různá lineárně polarizovaná světla, když dva druhy světla procházejí analyzátorem, protože druhý paprsek světla není kolmý na směr polarizace analyzátoru, může procházet analyzátorem a lidské oko může vidět jasného slona. Když světlo prochází dvojlomným tělesem, směry vibrací dvou polarizovaných světel se liší v závislosti na typu předmětu.
Když je dvojlomné těleso ortogonální, při otáčení stolku má obraz dvojlomného tělesa čtyři světlé a tmavé změny při rotaci o 360 stupňů a ztmavne jednou za 90 stupňů. Ztmavená poloha je poloha, kde se dva směry vibrací tělesa s dvojlomem shodují se směry vibrací dvou polarizátorů, což se nazývá "poloha zhasnutí". Otočením o 45 stupňů od extinkční polohy se kontrolovaný objekt stane nejjasnějším, což je „diagonální poloha“, protože když polarizované světlo dosáhne objektu, když se odchýlí od 45 stupňů, část rozloženého světla může projít analyzátorem , takže je světlý. Na základě výše uvedených základních principů je možné polarizační mikroskopií posuzovat látky izotropní (jediný refraktor) a anizotropní (dvojlomné).
5. Interferenční barva: V případě ortogonální analýzy použijte jako zdroj světla pro pozorování dvojlomného tělesa smíšené světlo různých vlnových délek. Při otočení stolku se v zorném poli objeví nejen nejjasnější úhlopříčka, ale také bude vidět barvu. Důvodem vzhledu barvy je především interferenční barva (samozřejmě je také možné, že kontrolovaný předmět není bezbarvý a průhledný). Distribuční charakteristiky interferenční barvy jsou určeny typem dvojlomného tělesa a jeho tloušťkou, což je způsobeno závislostí odpovídajícího zpoždění na vlnové délce světla různých barev. Pokud je zpoždění určité oblasti kontrolovaného objektu odlišné od zpoždění jiné oblasti, pak je odlišná i barva světla procházejícího analyzátorem.
