Polariserande mikroskop används vanligtvis inom områdena materialvetenskap och geologi för att identifiera mineraler enligt deras brytningsegenskaper och färger. I biologi används vanligtvis polariserande mikroskop för att identifiera eller bilda dubbelbrytande strukturer såsom kristaller, eller för att bilda cellulosa och stärkelsepartiklar i växtcellväggar.
Birebringence är nyckeln till polariserande mikroskop.
Birefringent föremål har egenskapen att dela upp en enda ljusstråle i två olika balkar genom brytning. Birefringent material inkluderar material med högt ordnade molekylstrukturer, såsom kalcit- eller bornitridkristaller. Biologiska exemplar (såsom cellulosa eller stärkelse) är också dubbelbrytande. Kombinationen av dubbelbrytning och linjärt polariserat ljus kan användas för mikroskopobservation, som kan förverkliga störningen av två olika ljusstrålar, vilket ger färgeffekter, såsom halo och strukturell luminescens.
- Justering och strålväg för polariserande mikroskop
Vanligt optiskt mikroskop behöver minst två ytterligare komponenter för att realisera polariserad ljusmikroskopobservation. För att detektera dubbelbrytning måste linjärt polariserat ljus användas för belysning. Därför måste två polariserande filter sättas in i strålbanan på mikroskopet. Polariserat ljus genereras av polarisatorn för att belysa provet, och det andra polariserande filtret (kallat analysator) begränsar det detekterade ljuset till brytat ljus.
Polarisationsfilter måste vara i en vinkel på 90 till varandra för att uppnå den så kallade "helt svarta positionen". När polarisationsfiltret är inställt på detta läge kommer inget ljus in i kameran eller okularet, och bilden kommer att vara mörk. Att ställa in det till "All Black" är ett viktigt steg för polariserande mikroskop, eftersom det kan säkerställa att endast ljuset vars polarisationsplan förändras på grund av provet är synligt.
Bild 1: Princip för polarisationsmikroskop: opolariserat ljus är polariserat av polarisator 1. Efter att ha passerat genom polarisatorn 1 fokuseras ljuset på provet av kondensorn. Om provet är dubbelbrytande eller har en dubbelbrytande struktur, kommer polarisationsplanet för vissa strålar förvrängda med 90 (indikeras av den röda linjen i skissen). Bilden av provet amplifieras av objektivlinsen och träffar polarisatorn 2. Om polarisatorn 2 är vriden av 90 grader jämfört med polarisatorn 1 (så kallad "mörk position"), bara ljuset vars polarisering förändras efter passering genom det trådkörande provet kan nå okularet eller kameran och ses av observatören. Därför kan det bara genom att ändra strukturen för polariserat ljus vara synligt.
- Polarisator och analysator
När ljuset passerar genom det första polariserande filtret genereras linjärt polariserat ljus. Om linjärt polariserat ljus passerar genom ett dubbelbrytande material på rätt polarisationsplan, kommer det att brytas och delas upp i två balkar, och polarisationsplanet för några av balkarna kommer att roteras av 90. Om den andra polarisatorn (analysator) är inriktad korrekt (det är 90 grader relativa till den första polarisen), är det att passera). Därför kan endast dubbelbrytande material producera bilder i polarisationsmikroskop.
Bild 2: Ljuset som släpps ut av solljus eller glödlampa är opolariserat, det vill säga elektromagnetiska vågor kommer att svänga i alla riktningar. Om opolariserat ljus passerar genom polarisator 1 kommer det att producera ljus med bestämd polarisering, i detta exempel vertikalt polariserat ljus. Om detta polariserade ljus bestrålas på polarisator 2, och polarisatorn 2 roterar med 90 grader, passerar inget ljus. Därför är dessa två polarisatorer i den så kallade "mörka positionen", eftersom ljuset inte längre kan ses efter att ha passerat den andra polarisatorn.
Det är viktigt att polarisationsaxeln för det dubbelringande materialet som ska detekteras är på samma polarisationsaxel som ljuset som genereras av den första polarisatorn. Därför är många polariserande mikroskop utrustade med roterande plattformar för att säkerställa att objektets polarisationsplan lätt är i linje med polarisationsplanet för det första polariserande filtret. Olika tillbehör kan användas för speciell applicering av polariserande mikroskop.
Bertrand -objektiv kan användas för att koniskt observera kristallmönstret fokuserat av det bakre hålet i objektivlinsen. Dessutom kan retardationsplattor eller kompensatorer användas för kvantitativ analys av dubbelbrytande prover.
