Mikroskop polaryzacyjny jest zwykle stosowany w dziedzinach nauki materiałowej i geologii do identyfikacji minerałów według ich cech refrakcji i kolorów. W biologii mikroskop polaryzacyjny jest zwykle stosowany do identyfikacji lub obrazu dwójłomnych struktur, takich jak kryształy, lub do obrazu celulozy i cząstek skrobi w ścianach komórkowych roślin.
Bierzelność jest kluczem mikroskopu polaryzacyjnego.
Obiekty dgrowarowe mają właściwość podziału pojedynczej wiązki światła na dwie różne wiązki przez załamanie. Materiały dwójłomne obejmują materiały o wysoce uporządkowanych strukturach molekularnych, takie jak kalcyt lub kryształy azotku boru. Próbki biologiczne (takie jak celuloza lub skrobia) są również dwójłomne. Do obserwacji mikroskopu można zastosować kombinację dwójłomości i liniowo spolaryzowanego światła, co może uświadomić sobie zakłócenia dwóch różnych wiązek światła, co powoduje efekty kolorów, takie jak halo i strukturalna luminescencja.
- Wyrównanie i ścieżka wiązki mikroskopu polaryzacyjnego
Zwykły mikroskop optyczny potrzebuje co najmniej dwóch dodatkowych elementów, aby zrealizować spolaryzowaną obserwację mikroskopu świetlnego. Aby wykryć dwójłomność, do oświetlenia należy zastosować liniowo spolaryzowane światło. Dlatego na ścieżce wiązki mikroskopu muszą być wstawiane dwa filtry polaryzacyjne. Światło spolaryzowane jest generowane przez polaryzator w celu oświetlania próbki, a drugi filtr polaryzacyjny (zwany analizatorem) ogranicza wykryte światło do załamanego światła.
Filtry polaryzacyjne muszą być pod kątem 90, aby osiągnąć tak zwaną „całkowicie czarną pozycję”. Po ustawianiu filtra polaryzacji w tej pozycji żadne światło nie wejdzie do aparatu ani okularu, a obraz będzie ciemny. Ustawienie go na „All Black” jest ważnym etapem mikroskopu polaryzacyjnego, ponieważ może zapewnić, że tylko światło, którego płaszczyzna polaryzacyjna zmienia się z powodu próbki, jest widoczne.
Rycina 1: Zasada mikroskopu polaryzacji: Niespolaryzowane światło jest spolaryzowane przez polaryzator 1. Po przejściu przez polaryzator 1 światło koncentruje się na próbce przez skraplacz. Jeśli próbka jest dwójnogościowa lub ma dwójłomną strukturę, płaszczyzna polaryzacyjna niektórych promieni zostanie zniekształcona przez 90 (wskazana przez czerwoną linię w szkicu). Obraz próbki jest wzmacniany przez obiektyw obiektywny i uderza w polaryzator 2. Jeśli polaryzator 2 jest skręcony o 90 stopni w porównaniu z polaryzatorem 1 (tak zwana „ciemna pozycja”), tylko światło, których polaryzacja zmienia się po przejściu przez próbkę Bifringent, może dotrzeć do okularu lub kamery i być widocznym przez obserwator. Dlatego tylko poprzez zmianę struktury światła spolaryzowanego może być widoczna.
- Polaryzator i analizator
Gdy światło przechodzi przez pierwszy filtr polaryzacyjny, generowane jest liniowo spolaryzowane światło. Jeśli liniowo spolaryzowane światło przechodzi przez dwójłomny materiał na prawidłowej płaszczyźnie polaryzacji, zostanie ono załamane i podzielone na dwie wiązki, a płaszczyzna polaryzacyjna niektórych wiązek zostanie obrócona o 90. Jeśli drugi polaryzator (analizator) zostanie poprawnie wyrównany (tj. 90 stopni relatywna do filtra pierwszego polaryzacyjnego), refrakcjonowane światło refrakcyjne przejdzie przez drugi polaryzator (analizator). Dlatego tylko materiały dwupłodne mogą wytwarzać obrazy w mikroskopie polaryzacji.
Ryc. 2: Światło emitowane światłem słonecznym lub żarówką jest nie spolaryzowane, to znaczy fal elektromagnetycznych oscylują we wszystkich kierunkach. Jeśli nie spolaryzowane światło przechodzi przez polaryzator 1, wytwarza światło z określoną polaryzacją, w tym przykładzie, pionowo spolaryzowane światło. Jeśli to spolaryzowane światło jest napromieniowane na polaryzatorze 2, a polaryzator 2 obraca się o 90 stopni, nie przechodzi światło. Dlatego te dwa polaryzery znajdują się w tak zwanej „ciemnej pozycji”, ponieważ światła nie można już zobaczyć po przejściu przez drugi polaryzator.
Ważne jest, aby osi polaryzacji materiału dwójłomnego, który ma zostać wykryty, znajduje się na tej samej osi polaryzacji, co światło generowane przez pierwszy polaryzator. Dlatego wiele mikroskopów polaryzacyjnych jest wyposażonych w obrotowe platformy, aby upewnić się, że płaszczyzna polaryzacyjna obiektu jest łatwo wyrównana z płaszczyzną polaryzacyjną pierwszego filtra polaryzacyjnego. Do specjalnego zastosowania mikroskopu polaryzacyjnego można wykorzystać różne akcesoria.
Obiektyw bertrandowy można użyć do stożkowego obserwacji wzoru kryształu skupionego przez tylny otwór obiektywu obiektywnego. Ponadto do analizy ilościowej próbek dwójłomnych próbek dwójłomnego można wykorzystać płytki opóźniające lub kompensatory.
