偏光显微镜原理的简单介绍

　　偏光显微镜是用在研究所谓透明与不透明各向异性材料的一种显微镜。而显微镜的载物台是可以旋转的，当载物台上放入单折射的物质时，不管如何旋转载物台，由于两个偏振片是垂直的，显微镜里看不到光线，而放入双折射性物质时，由于光线通过这类物质时发生偏转，因此旋转载物台便能检测到这种物体。

　　一、基本概念解释

　　自然光：普通光源(如日光、烛光、电灯)所发出的光，它是大量原子、分子发光的总和，其振动面不只限于一个固定方向而是在各个方向上分布的。

　　偏振光：自然光在穿过偏振片后，经过反射、折射、吸收后，其振动波被限制在一个方向上，其它方向振动的电磁波被大大削弱或消除。这种在某个确定方向上振动的光称为偏振光(见下图2)。

　　偏振光的产生

　　3.起偏镜和检偏镜：通过一块偏振片(起偏镜)后的自然光虽然变成了偏振光，但由于人的眼睛没有辨别偏振光的能力，故无法察觉。所以还需要第二块偏振片(检偏镜)来帮助检测(见下图3，P为起偏镜，A为检偏镜)。起偏镜将产生偏振光，用于照亮样品，而检偏镜则将受测光线限定为折射光。

　　起偏镜(P)和检偏镜(A)

　　4. 双折射现象: 一束入射光射入各向异性的晶体时，产生两束折射光(o光和e光)的现象。o光又叫做寻常光(ordinary ray)，服从折射定律;e光叫做非寻常光(extraordinary ray)，不服从折射定律。实验证明：o光和e光都是偏振光。

　　双折射现象

　　二、偏光显微镜的原理

　　马吕斯定律：光线经过起偏镜后成为偏振光，设其强度为Io。经过检偏镜后，透射光的强度I=Iocos2θ，其中θ为入射光的偏振方向与检偏镜的透光轴的夹角。由此可知，当起偏器相对检偏器呈 90°，透射光的强度最小，这称为“暗位”。

　　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。

　　偏光显微镜的原理

　　三、偏光显微镜的应用

　　生物领域：在生物体中，不同的纤维蛋白结构显示出明显的各向异性，使用偏光显微镜可得到这些纤维中分子排列的详细情况。如胶原蛋白、细胞分裂时的纺缍丝等。

　　各种生物和非生物材料鉴定：如淀粉性质鉴定、药品成分鉴定、液晶、DNA晶体等。

　　地矿分析：如种矿物及结晶体的分析。

　　医学分析：如结石、尿酸晶体检测、关节炎等。

　　材料显微组织的各项同性和异性等。