一、偏光顯微鏡的特點
偏pian光guang顯xian微wei是shi鑒jian定ding物wu質zhi細xi微wei結jie構gou光guang學xue性xing質zhi的de一yi種zhong顯xian微wei鏡jing。凡fan具ju有you雙shuang折zhe射she性xing的de物wu質zhi,在zai偏pian光guang顯xian微wei鏡jing下xia就jiu能neng分fen辨bian的de清qing楚chu,當dang然ran這zhe些xie物wu質zhi也ye可ke用yong染ran色se法fa來lai進jin行xing觀guan察cha,但dan有you些xie則ze不bu可ke能neng,而er必bi須xu利li用yong偏pian光guang顯xian微wei鏡jing。
偏光顯微鏡的特點,就是將普通光改變為偏振光進行鏡檢的方法,以鑒別某一物質是單折射性(各向同性)或雙折射性(各向異性)。
雙折射性是晶體的基本特征。因此,偏光顯微鏡被廣泛地應用在礦物、化學等領域。在生物學中,很多結構也具有雙折射性,這就需要利用偏光顯微鏡加以區分。在植物學方麵,如鑒別纖維、染色體、紡錘絲、澱粉粒、細(xi)胞(bao)壁(bi)以(yi)及(ji)細(xi)胞(bao)質(zhi)與(yu)組(zu)織(zhi)中(zhong)是(shi)否(fou)含(han)有(you)晶(jing)體(ti)等(deng)。在(zai)植(zhi)物(wu)病(bing)理(li)上(shang),病(bing)菌(jun)的(de)入(ru)侵(qin),常(chang)引(yin)起(qi)組(zu)織(zhi)內(nei)化(hua)學(xue)性(xing)質(zhi)的(de)改(gai)變(bian),可(ke)以(yi)偏(pian)光(guang)顯(xian)微(wei)術(shu)進(jin)行(xing)鑒(jian)別(bie)。在(zai)人(ren)體(ti)及(ji)動(dong)物(wu)學(xue)方(fang)麵(mian),常(chang)利(li)用(yong)偏(pian)光(guang)顯(xian)微(wei)術(shu)來(lai)鑒(jian)別(bie)骨(gu)骷(ku)、牙齒、膽固醇、神經纖維、腫瘤細胞、橫紋肌和毛發等。
二、偏光顯微鏡的基本原理
(一)單折射性與雙折射性:光線通過某一物質時,如光的性質和進路不因照射方向而改變,這種物質在光學上就具有“各向同性”,又稱單折射體,如普通氣體、液體以及非結晶性固體;若光線通過另一物質時,光的速度、折射率、吸收性和光皮的振動性、振幅等因照射方向而有不同,這種物質在光學上則具有“各向異性”,又稱雙折射體,如晶體、纖維等。
(二)光的偏振現象:guangbogenjuzhendongdetedian,kefenweiziranguangyupianguang。ziranguangdezhendongtedianshizaichuizhiguangbochuandaozhoushangjuyouxuduozhendongmian,gepingmianshangzhendongdezhenfuxiangtong,qipinlvyexiangtong;自然光經過反射、折射、雙折射及吸收等作用,可以成為隻在一個方向上振動的光波,這種光波則稱為“偏光”或“偏振光”。
最簡單的是隻在一直線上振動的直線偏振光。當光線進入雙折射體時,則如圖所示,分為A、B兩種直線平麵偏振光,兩者的振動方向相互垂直,而速度、折射率和波長等均有所不同。
(三)偏光的產生及其作用:偏光顯微鏡最重要的部件是偏光裝置——起偏器和檢偏器。過去兩者均為尼科爾(Nicola)棱leng鏡jing組zu成cheng,它ta是shi由you天tian然ran的de方fang解jie石shi製zhi作zuo而er成cheng,但dan由you於yu受shou到dao晶jing體ti體ti積ji較jiao大da的de限xian製zhi,難nan以yi取qu得de較jiao大da麵mian積ji的de偏pian振zhen,近jin來lai偏pian光guang顯xian微wei鏡jing則ze采cai用yong人ren造zao偏pian振zhen鏡jing來lai代dai替ti尼ni科ke爾er梭suo鏡jing。
人造偏振鏡是以硫酸喹啉又名Herapathite的晶體製作而成,呈綠橄欖色。當普通光通過它後,就能獲得隻在一直線上振動的直線偏振光。
偏光顯微鏡有兩個偏振鏡,一個裝置在光源與被檢物體之間的叫“起偏鏡”;另一個裝置在物鏡與目鏡之間的叫“檢偏鏡”,有手柄伸手鏡筒或中間附件外方以便操作,其上有旋轉角的刻度。
從光源射出的光線通過兩個偏振鏡時,如果起偏鏡與檢偏鏡的振動方向互相平行,即處於“平行檢偏立”的情況下,則視場最為明亮。反之,若兩者互相垂直,即處於“正交校偏位”的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),則(ze)視(shi)場(chang)完(wan)全(quan)黑(hei)暗(an),如(ru)果(guo)兩(liang)者(zhe)傾(qing)斜(xie),則(ze)視(shi)場(chang)表(biao)明(ming)出(chu)中(zhong)等(deng)程(cheng)度(du)的(de)亮(liang)度(du)。由(you)此(ci)可(ke)知(zhi),起(qi)偏(pian)鏡(jing)所(suo)形(xing)成(cheng)的(de)直(zhi)線(xian)偏(pian)振(zhen)光(guang),如(ru)其(qi)振(zhen)動(dong)方(fang)向(xiang)與(yu)檢(jian)偏(pian)鏡(jing)的(de)振(zhen)動(dong)方(fang)向(xiang)平(ping)行(xing),則(ze)能(neng)完(wan)全(quan)通(tong)過(guo);如果偏斜,則隻以通過一部分;如若垂直,則完全不能通過。
因此,在采用偏光顯微鏡檢時,原則上要使起偏鏡與檢偏鏡處於正交檢偏位的狀態下進行。
自然光與偏振光的振動特點
雙折射體與光的偏振
(四)正交檢偏位下的雙折射體:在正交的情況下,視場是黑暗的,如果被檢物體在光學上表現為各向同性(單折射體),無wu論lun怎zen樣yang旋xuan轉zhuan載zai物wu台tai,視shi場chang仍reng為wei黑hei暗an,這zhe是shi因yin為wei起qi偏pian鏡jing所suo形xing成cheng的de直zhi線xian偏pian振zhen光guang的de振zhen動dong方fang向xiang不bu發fa生sheng變bian化hua,仍reng然ran與yu檢jian偏pian鏡jing的de振zhen動dong方fang向xiang互hu相xiang垂chui直zhi的de緣yuan故gu。若ruo被bei檢jian物wu體ti中zhong含han有you雙shuang折zhe射she性xing物wu質zhi,則ze這zhe部bu分fen就jiu會hui發fa光guang,這zhe是shi因yin為wei從cong起qi偏pian鏡jing射she出chu的de直zhi線xian偏pian振zhen光guang進jin入ru雙shuang折zhe射she體ti後hou,產chan生sheng振zhen動dong方fang向xiang互hu相xiang垂chui直zhi的de兩liang種zhong直zhi線xian偏pian振zhen光guang,當dang這zhe兩liang種zhong光guang通tong過guo檢jian偏pian鏡jing時shi,由you於yu互hu相xiang垂chui直zhi,或huo多duo或huo少shao可ke透tou過guo檢jian偏pian鏡jing,就jiu能neng看kan到dao明ming亮liang的de象xiang。光guang線xian通tong過guo雙shuang折zhe射she體ti時shi,所suo形xing成cheng兩liang種zhong偏pian振zhen光guang的de振zhen動dong方fang向xiang,依yi物wu體ti的de種zhong類lei而er有you不bu同tong。
平行檢偏位(A)與正交檢偏位(B)的示意圖
雙折射體在正交情況下,旋轉栽物台時,雙折射體的象在360°的旋轉中有四次明暗變化,每隔90°變暗一次。變暗的位置是雙折射體的兩個振動方向與兩個偏振鏡的振動方向相一致的位置,稱為“消光位置”從消光位置旋轉45°,被檢物體變為最亮,這就是“對角位置”,這是因為偏離45°時,偏振光到達該物體時,分解出部分光線可以通過檢偏鏡,故而明亮。根據上述基本原理,利用偏光顯微術就可能判斷各向同性(單折射體)和各向異性(雙折射體)物質。
正交檢偏位下的雙折射體
(五)幹涉色:在zai正zheng交jiao檢jian偏pian位wei情qing況kuang下xia,用yong各ge種zhong不bu同tong波bo長chang的de混hun合he光guang線xian為wei光guang源yuan觀guan察cha雙shuang折zhe射she體ti,在zai旋xuan轉zhuan載zai物wu台tai時shi,視shi場chang中zhong不bu僅jin出chu現xian最zui亮liang的de對dui角jiao位wei置zhi,而er且qie還hai會hui看kan到dao顏yan色se。出chu現xian顏yan色se的de原yuan因yin,主zhu要yao是shi由you幹gan涉she色se而er造zao成cheng(當然也能被檢物體本身並非無色透明)。幹gan涉she色se的de分fen布bu特te點dian決jue定ding於yu雙shuang折zhe射she體ti的de種zhong類lei和he它ta的de厚hou度du,是shi由you於yu相xiang應ying推tui遲chi對dui不bu同tong顏yan色se光guang的de波bo長chang的de依yi賴lai關guan係xi,如ru果guo被bei檢jian物wu體ti的de某mou個ge區qu域yu的de推tui遲chi和he另ling一yi區qu域yu的de推tui遲chi不bu同tong,則ze透tou過guo檢jian偏pian鏡jing光guang的de顏yan色se也ye就jiu不bu同tong。
三、偏光顯微鏡在裝置上的某些要求
(一)光源:最好采用單色光,因光的速度、折射率、吸收和幹涉現象由於波長的不同而有差異。一般鏡檢可使用普通光。
(二)載物台:為圓形,要用可以調節中心且邊緣刻有角度(360°)能旋轉的載物台。
(三)和鏡:應使用無應消色差物鏡,因複消色差和半複消色差物鏡本身常發生偏振光。
(四)目鏡:要帶有十字線鏡。
(五)聚光鏡:為了取得平行偏光,應使用能推出上透鏡的搖出式聚光鏡。
(六)補償片:作精細偏光鏡檢時,尚需利用補償片,有石膏、雲母及石英補償片等。
四、偏光鏡檢術的要求
(一)光軸與載物台通光中心必須在一直線上,否則旋轉物台時,被檢物體就偏離視場中心,甚至移到視場之外,而影響鏡檢。
(二)起qi偏pian鏡jing和he檢jian偏pian鏡jing均jun標biao有you振zhen動dong方fang向xiang的de符fu號hao,當dang處chu於yu正zheng交jiao狀zhuang態tai時shi,習xi慣guan上shang通tong常chang使shi起qi偏pian鏡jing的de振zhen動dong方fang向xiang與yu目mu鏡jing內nei十shi字zi線xian的de橫heng線xian一yi致zhi,而er檢jian偏pian鏡jing的de振zhen動dong方fang向xiang與yu十shi字zi線xian的de給gei縱zong線xian一yi致zhi。
(三)製片不宜過薄,否則微弱的雙折射性就易消失。同時應先以新鮮狀態進行觀察(不然常由於固定、染色等步驟的處理,而使雙折射性加強或消失),然後再對照進行觀察。
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